一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，包括服務(wù)器、交換機(jī)、內(nèi)部交換機(jī)、前置機(jī)、WSN節(jié)點(diǎn)和移動終端，所述服務(wù)器與所述交換機(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)連接通信，所述交換機(jī)與所述內(nèi)部交換機(jī)通過電力載波網(wǎng)絡(luò)連接通信，所述內(nèi)部交換機(jī)與所述前置機(jī)通過中壓寬帶電力線載波架空線和光纖混合連接通信，所述前置機(jī)通過Zigbee無線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)的所述WSN節(jié)點(diǎn)與所述移動終端通信。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了變電站安全作業(yè)管理，設(shè)備監(jiān)測和環(huán)境感知，中低壓通信接入網(wǎng)混合組網(wǎng)有效解決了配網(wǎng)最后一公里的通信瓶頸問題。
【專利說明】—種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站安全管理系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站屬于高危工作區(qū)域，如果管理不到位，稍不注意就可能發(fā)生事故。在當(dāng)前以人為本的號召下，變電站的各項(xiàng)工作都將人身安全放在了第一位。然而，除了操作規(guī)程、安全條約等規(guī)章制度限制外，還沒有一套切實(shí)可行的主動報(bào)警的安全保障手段。因而，如果操作人員造作失誤、判斷失誤，或懶性、隨意性、巡視誤入間隔等，都可能直接或間接導(dǎo)致事故的發(fā)生，使人身安全受到威脅的同時(shí)使經(jīng)濟(jì)利益也受到損失。
[0003]智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐。具有信息化、自動化、互動化的特征，由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成。它以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ)，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能。
[0004]現(xiàn)在國內(nèi)的絕大多數(shù)變電站都沒有針對工作人員的監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，雖然有的變電站裝備了攝像頭，起到一定的監(jiān)督作用，但是，攝像頭存在一些監(jiān)控上的“死角”;視頻信息的傳輸存在延時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；每個(gè)攝像頭只是監(jiān)控制定區(qū)域范圍內(nèi)的工作人員，不能形成一個(gè)連續(xù)的監(jiān)控模式；同時(shí)其布線和安裝工序復(fù)雜，成本較高，只適合在小型變電站。一些變電站人員作業(yè)管理系統(tǒng)存在變電站巡檢、檢修、參觀人員邊界預(yù)警及定位不準(zhǔn)問題。對于設(shè)備檢測和環(huán)境感知也是各自獨(dú)立、不具備智能對話功能的小型自動化裝置，形成多個(gè)信息孤島，需要更多的人工來關(guān)注、理解和處理這些設(shè)備的信息，沒有達(dá)到智能變電站的智能運(yùn)行管理要求。
[0005]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人類社會與物理系統(tǒng)的整合，通過自動、實(shí)時(shí)對設(shè)備進(jìn)行識別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應(yīng)事件，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的實(shí)時(shí)管理和控制。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建變電站安全作業(yè)管理系統(tǒng)，達(dá)到“智能檢測、智能判斷、智能管理、智能驗(yàn)證”要求，實(shí)現(xiàn)變電站智能安全作業(yè)管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，構(gòu)建集Zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、光纖通信等于一體的配網(wǎng)末端異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實(shí)現(xiàn)變電站安全作業(yè)管理，設(shè)備監(jiān)測和環(huán)境感知。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，包括服務(wù)器、交換機(jī)、內(nèi)部交換機(jī)、前置機(jī)、WSN節(jié)點(diǎn)和移動終端，所述服務(wù)器與所述交換機(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)連接通信，所述交換機(jī)與所述內(nèi)部交換機(jī)通過中壓寬帶電力線載波架空線和光纖混合傳輸網(wǎng)連接通信，所述內(nèi)部交換機(jī)與所述前置機(jī)通過電力載波網(wǎng)絡(luò)連接通信，所述前置機(jī)通過Zigbee無線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)的所述WSN節(jié)點(diǎn)與所述移動終端通信。[0008]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所述基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)還包括監(jiān)控客戶端，所述監(jiān)控客戶端與所述服務(wù)器連接通信中心，所述監(jiān)控客戶端為監(jiān)控中心。
[0009]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述壓寬帶載波架空線和光纖混合傳輸網(wǎng)，為IOkV架空線和電纜混合組網(wǎng)方式的應(yīng)用，其實(shí)測峰值帶寬上下行為90M和83M。
[0010]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所述交換機(jī)為思科3750。
[0011]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述內(nèi)部交換機(jī)為富民變低壓配電室內(nèi)部交換機(jī)。
[0012]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所述變電站安全作業(yè)系統(tǒng)中還包括安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)，所述安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)包括安裝于現(xiàn)場的錨節(jié)點(diǎn)8、WSN節(jié)點(diǎn)5、移動終端6、監(jiān)測前置機(jī)4和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)9，所述安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)的所述監(jiān)測前置機(jī)4通過TCP/IP與低壓配電室電力線載波接入終端10通信，所述低壓配電室電力線載波接入終端連接在內(nèi)部局域網(wǎng)上與所述監(jiān)控中心7進(jìn)行通信，所述錨節(jié)點(diǎn)8類似于手機(jī)的基站，部署在目標(biāo)區(qū)域及其附近感興趣的監(jiān)測區(qū)域，所述WSN節(jié)點(diǎn)5能自動組網(wǎng)，形成自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，接收其覆蓋范圍內(nèi)的信號。
[0013]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)中的從業(yè)人員安全作業(yè)預(yù)警定位方法，具體步驟如下:
[0014]步驟1:將安裝有定位方法程序的終端沿著巡檢路線部署于目標(biāo)區(qū)域及其附近危險(xiǎn)點(diǎn)的監(jiān)測區(qū)域；
[0015]步驟2:隨身佩戴的所述移動終端6定時(shí)向外廣播包含其自身ID的“心跳信息”；
[0016]步驟3:所述錨節(jié)點(diǎn)8收到所述心跳信息后，通過所述WSN節(jié)點(diǎn)5形成的自組織網(wǎng)絡(luò)；
[0017]步驟4:所述自組織網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)自動上傳到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)9并由監(jiān)測前置機(jī)4讀入；
[0018]步驟5:所述前置機(jī)4通過定位方法收到心跳信號的所述錨節(jié)點(diǎn)8的位置計(jì)算出工作人員或外來訪客的當(dāng)前位置，結(jié)合變電站內(nèi)間隔(或工作區(qū)域)分布的不同地理位置，確定持有所述移動終端6的工作人員所處區(qū)域是否為非法區(qū)域，并自動上傳到所述控監(jiān)控客戶端；
[0019]步驟6:如果是非法區(qū)域，所述控監(jiān)控客戶端將自動報(bào)警，提醒巡檢人員注意安全或其他規(guī)程、提醒外來人員回到合法區(qū)域，同時(shí)也可通知相關(guān)部門進(jìn)行應(yīng)急處理。
[0020]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所述步驟5中的定位方法是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)定位算法，具體步驟如下:
[0021]( I)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建RSS1-距離預(yù)測模型；
[0022](2)移動終端6定時(shí)廣播發(fā)送心跳信息；
[0023](3)收到心跳信息的錨節(jié)點(diǎn)8根據(jù)RSSI值自動排序，并作濾波、歸一化處理，得到Rssin[η]；
[0024](4)按照一定方式從Rssin[n]中優(yōu)選最多4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為步驟I得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RSS1-距離預(yù)測模型的輸入，該模型的輸出即為監(jiān)控目標(biāo)和各錨節(jié)點(diǎn)8的距離Dis[n]；
[0025](5)根據(jù)得到的Dis[n]值按質(zhì)心定位算法計(jì)算目標(biāo)當(dāng)前的位置坐標(biāo)；同時(shí)將得到的Dis[n]值作為新的樣本輸入至步驟I中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以對模型進(jìn)行優(yōu)化；
[0026](6)采用運(yùn)動方向角預(yù)測模型對質(zhì)心定位算法計(jì)算出的位置坐標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)限幅，從而得到平滑的運(yùn)動軌跡。
[0027]—種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)中壓寬帶電力線載波實(shí)施方法，具體步驟如下:
[0028]步驟1:確定BPLC通信主節(jié)點(diǎn)，選擇具有電力光纖的變電站、開閉所等作為中壓寬帶載波通信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，安裝中壓BPLC頭端設(shè)備，與電力光纖網(wǎng)絡(luò)無縫對接，利用IOkV配電網(wǎng)設(shè)置中壓寬帶載波通信分節(jié)點(diǎn)；
[0029]步驟2:從PLC主節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)IOkV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)分支通信線路，即以中壓線路上的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜或分支箱等作為中繼/終端節(jié)點(diǎn)，安裝中壓電力線寬帶載波中繼/終端設(shè)備與配網(wǎng)自動化設(shè)備聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳與轉(zhuǎn)發(fā)；
[0030]步驟3:刀閘或開關(guān)處布署分節(jié)點(diǎn)并采用兩端耦合，為保障中壓寬帶載波信號傳輸不受刀閘或開關(guān)所影響，可在刀閘或開關(guān)處安裝BPLC設(shè)備并在兩端線路上安裝電感耦合器，起到BPLC信號橋接的功能；
[0031]步驟4:數(shù)據(jù)上傳與指令下發(fā)，中壓沿線的配網(wǎng)自動化相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過電力線寬帶分支網(wǎng)和光纖骨干、網(wǎng)上傳到所述監(jiān)控客戶端，所述監(jiān)控客戶端實(shí)施指令下發(fā)，雙向互動，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙調(diào)、遙控和遙視。
[0032]本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、協(xié)同信息處理技術(shù)成功構(gòu)建了集Zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、光纖通信等于一體的配網(wǎng)末端異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實(shí)現(xiàn)了變電站安全作業(yè)管理，設(shè)備監(jiān)測和環(huán)境感知，中低壓通信接入網(wǎng)混合組網(wǎng)有效解決了配網(wǎng)最后一公里的通信瓶頸問題。
[0033]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的變電站安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0036]圖3是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)定位算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，包括服務(wù)器1、交換機(jī)2、內(nèi)部交換機(jī)3、前置機(jī)4、WSN節(jié)點(diǎn)5和移動終端6，服務(wù)器I與交換機(jī)2通過內(nèi)部局域網(wǎng)連接通信，交換機(jī)2與內(nèi)部交換機(jī)3通過電力載波網(wǎng)絡(luò)連接通信通過中壓寬帶電力線載波架空線和光纖混合連接通信，內(nèi)部交換機(jī)3與前置機(jī)4通過電力載波網(wǎng)絡(luò)連接通信，前置機(jī)4通過Zigbee無線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)的WSN節(jié)點(diǎn)5與移動終端6通信。該管理系統(tǒng)為集zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、光纖通信等于一體的配網(wǎng)末端異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實(shí)現(xiàn)了變電站安全作業(yè)管理，設(shè)備監(jiān)測和環(huán)境感知。
[0038]交換機(jī)2為思科3750，內(nèi)部交換機(jī)3為富民變低壓配電室內(nèi)部交換機(jī)。
[0039]在變電站安全作業(yè)系統(tǒng)中，還包括安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)，解決變電站巡檢、檢修、參觀人員邊界預(yù)警及定位問題，該系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，包括安裝于現(xiàn)場的錨節(jié)點(diǎn)8、WSN節(jié)點(diǎn)5、移動終端6、監(jiān)測前置機(jī)4和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)9，定位系統(tǒng)的監(jiān)測前置機(jī)4通過TCP/IP與低壓配電室電力線載波接入終端10通信，低壓配電室電力線載波連接在內(nèi)部局域網(wǎng)上與監(jiān)控中心7進(jìn)行通信。錨節(jié)點(diǎn)8類似于手機(jī)的基站，將其部署于目標(biāo)區(qū)域及其附近感興趣的監(jiān)測區(qū)域，WSN節(jié)點(diǎn)5能自動組網(wǎng)，形成自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，接收其覆蓋范圍內(nèi)的信號。隨身佩戴的移動終端6可以定時(shí)向外廣播包含其自身ID的“心跳信息”，當(dāng)移動終端6周邊的錨節(jié)點(diǎn)8收到該心跳信息后，即通過WSN節(jié)點(diǎn)5形成的自組織網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)自動上傳到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)9并由監(jiān)測前置機(jī)4讀入。前置機(jī)4通過定位方法或跟蹤收到心跳信號的錨節(jié)點(diǎn)8的位置即可計(jì)算出工作人員或外來訪客的當(dāng)前位置，結(jié)合變電站內(nèi)間隔(或工作區(qū)域)分布的不同地理位置，確定持有該移動終端6的工作人員所處區(qū)域是否為非法區(qū)域，如果是，系統(tǒng)將自動報(bào)警，提醒巡檢人員注意安全或其他規(guī)程、提醒外來人員回到合法區(qū)域，同時(shí)也可通知相關(guān)部門進(jìn)行應(yīng)急處理。該系統(tǒng)有效改善了目標(biāo)定位精度，大大提升了軌跡跟蹤平滑度，提高了變電站從業(yè)人員的安全性。
[0040]前置機(jī)4使用的定位方法是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)定位方法，流程如圖3所示，具體步驟為:
[0041]( I)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建RSS1-距離預(yù)測模型；
[0042](2)移動終端6定時(shí)廣播發(fā)送心跳信息；
[0043](3)收到心跳信息的錨節(jié)點(diǎn)8根據(jù)RSSI值自動排序，并作濾波、歸一化處理，得到Rssin[η]；
[0044](4)按照一定方式從Rssin[n]中優(yōu)選最多4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為步驟I得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RSS1-距離預(yù)測模型的輸入，該模型的輸出即為監(jiān)控目標(biāo)和各錨節(jié)點(diǎn)8的距離Dis[n]；
[0045](5)根據(jù)得到的Dis[n]值按質(zhì)心定位算法計(jì)算目標(biāo)當(dāng)前的位置坐標(biāo)；同時(shí)將得到的Dis[n]值作為新的樣本輸入至步驟I中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以對模型進(jìn)行優(yōu)化；
[0046](6)采用運(yùn)動方向角預(yù)測模型對質(zhì)心定位算法計(jì)算出的位置坐標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)限幅，從而得到平滑的運(yùn)動軌跡。
[0047]本實(shí)施例在數(shù)據(jù)采集端采用Zigbee節(jié)點(diǎn)形成的無線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸在前置機(jī)4和WSN節(jié)點(diǎn)5之間完成；在前置機(jī)4和數(shù)據(jù)傳服務(wù)器I之間傳輸采用電力線中壓寬帶載波及以太網(wǎng)的通信方式進(jìn)行傳輸，有效解決了配網(wǎng)最后一公里的通信瓶頸問題。
[0048]中壓寬帶電力線載波技術(shù)采用基于OFDM的架空線和電纜混合傳輸網(wǎng)方式，為IOkV架空線和電纜混合組網(wǎng)方式的應(yīng)用，其實(shí)測峰值帶寬上下行可達(dá)90M和83M，為配自五遙功能實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)保障，解決變電站實(shí)時(shí)信息交互和網(wǎng)絡(luò)傳輸。具體實(shí)施方案如下:
[0049](I)確定BPLC通信主節(jié)點(diǎn)，選擇具有電力光纖的變電站、開閉所等作為中壓寬帶載波通信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，安裝中壓BPLC頭端設(shè)備，與電力光纖網(wǎng)絡(luò)無縫對接，利用IOkV配電網(wǎng)設(shè)置中壓寬帶載波通信分節(jié)點(diǎn)；
[0050](2)從PLC主節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)IOkV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)分支通信線路，即以中壓線路上的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜或分支箱等作為中繼/終端節(jié)點(diǎn)，安裝中壓電力線寬帶載波中繼/終端設(shè)備與配網(wǎng)自動化設(shè)備聯(lián)接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳與轉(zhuǎn)發(fā)；
[0051](3)刀閘或開關(guān)處布署分節(jié)點(diǎn)并采用兩端耦合，為保障中壓寬帶載波信號傳輸不受刀閘或開關(guān)所影響，可在刀閘或開關(guān)處安裝BPLC設(shè)備并在兩端線路上安裝電感耦合器，起到BPLC信號橋接的功能；[0052](4)數(shù)據(jù)上傳與指令下發(fā)，中壓沿線的配網(wǎng)自動化相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過電力線寬帶分支網(wǎng)和光纖骨干、網(wǎng)上傳到監(jiān)控客戶端，監(jiān)控客戶端實(shí)施指令下發(fā)，雙向互動，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙調(diào)、遙控和遙視。
[0053]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，包括服務(wù)器、交換機(jī)、內(nèi)部交換機(jī)、前置機(jī)、WSN節(jié)點(diǎn)和移動終端，所述服務(wù)器與所述交換機(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)連接通信，所述交換機(jī)與所述內(nèi)部交換機(jī)通過中壓寬帶電力線載波架空線和光纖混合傳輸網(wǎng)連接通信，所述內(nèi)部交換機(jī)與所述前置機(jī)通過電力載波網(wǎng)絡(luò)連接通信，所述前置機(jī)通過Zigbee無線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)的所述WSN節(jié)點(diǎn)與所述移動終端通信。
2.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括監(jiān)控客戶端，所述監(jiān)控客戶端與所述服務(wù)器連接通信中心，所述監(jiān)控客戶端為監(jiān)控中心。
3.如權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)，所述安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)包括安裝于現(xiàn)場的錨節(jié)點(diǎn)、WSN節(jié)點(diǎn)、移動終端、監(jiān)測前置機(jī)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述安全作業(yè)預(yù)警定位系統(tǒng)的所述監(jiān)測前置機(jī)通過TCP/IP與低壓配電室電力線載波接入終端通信，所述低壓配電室電力線載波接入終端連接在內(nèi)部局域網(wǎng)上與所述監(jiān)控中心進(jìn)行通信，所述錨節(jié)點(diǎn)類似于手機(jī)的基站，部署在目標(biāo)區(qū)域及其附近感興趣的監(jiān)測區(qū)域，所述WSN節(jié)點(diǎn)能自動組網(wǎng)，形成自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，接收其覆蓋范圍內(nèi)的信號。
4.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，所述壓寬帶載波架空線和光纖混合傳輸網(wǎng)，為IOkV架空線和電纜混合組網(wǎng)方式的應(yīng)用，其實(shí)測峰值帶寬上下行為90M和83M。
5.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，所述交換機(jī)為思科3750。
6.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部交換機(jī)為富民變低壓配電室內(nèi)部交換機(jī)。
7.一種如權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)中的從業(yè)人員邊界預(yù)警及定位方法，其特征在于，包括如下步驟`:步驟1:將安裝有定位方法程序的終端沿著巡檢路線部署于目標(biāo)區(qū)域及其附近危險(xiǎn)點(diǎn)的監(jiān)測區(qū)域； 步驟2:隨身佩戴的所述移動終端6定時(shí)向外廣播包含其自身ID的“心跳信息”； 步驟3:所述錨節(jié)點(diǎn)8收到所述心跳信息后，通過所述WSN節(jié)點(diǎn)5形成的自組織網(wǎng)絡(luò)； 步驟4:所述自組織網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)自動上傳到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)9并由監(jiān)測前置機(jī)4讀入； 步驟5:所述前置機(jī)4通過定位方法收到心跳信號的所述錨節(jié)點(diǎn)8的位置計(jì)算出工作人員或外來訪客的當(dāng)前位置，結(jié)合變電站內(nèi)間隔(或工作區(qū)域)分布的不同地理位置，確定持有所述移動終端6的工作人員所處區(qū)域是否為非法區(qū)域，并自動上傳到所述控監(jiān)控客戶端; 步驟6:如果是非法區(qū)域，所述控監(jiān)控客戶端將自動報(bào)警，提醒巡檢人員注意安全或其他規(guī)程、提醒外來人員回到合法區(qū)域，同時(shí)也可通知相關(guān)部門進(jìn)行應(yīng)急處理。
8.一種如權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)中的從業(yè)人員邊界預(yù)警及定位方法，其特征在于，所述步驟5中定位方法具體步驟如下: (1)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建RSS1-距離預(yù)測模型； (2)移動終端6定時(shí)廣播發(fā)送心跳信息； (3)收到心跳信息的錨節(jié)點(diǎn)8根據(jù)RSSI值自動排序，并作濾波、歸一化處理，得到Rssin[η]；(4)按照一定方式從Rssin[n]中優(yōu)選最多4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為步驟I得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RSS1-距離預(yù)測模型的輸入，該模型的輸出即為監(jiān)控目標(biāo)和各錨節(jié)點(diǎn)8的距離Dis[n]； (5)根據(jù)得到的Dis[n]值按質(zhì)心定位算法計(jì)算目標(biāo)當(dāng)前的位置坐標(biāo)；同時(shí)將得到的Dis[η]值作為新的樣本輸入至步驟I中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以對模型進(jìn)行優(yōu)化； (6)采用運(yùn)動方向角預(yù)測模型對質(zhì)心定位算法計(jì)算出的位置坐標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)限幅，從而得到平滑的運(yùn)動軌跡。
9.一種如權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變電站安全管理系統(tǒng)中壓寬帶電力線載波實(shí)施方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟1:確定BPLC通信主節(jié)點(diǎn)，選擇具有電力光纖的變電站、開閉所等作為中壓寬帶載波通信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，安裝中壓BPLC頭端設(shè)備，與電力光纖網(wǎng)絡(luò)無縫對接，利用IOkV配電網(wǎng)設(shè)置中壓寬帶載波通信分節(jié)點(diǎn)； 步驟2:從PLC主節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)IOkV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)分支通信線路，即以中壓線路上的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜或分支箱等作為中繼/終端節(jié)點(diǎn)，安裝中壓電力線寬帶載波中繼/終端設(shè)備與配網(wǎng)自動化設(shè)備聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳與轉(zhuǎn)發(fā)； 步驟3:刀閘或開關(guān)處布署分節(jié)點(diǎn)并采用兩端耦合，為保障中壓寬帶載波信號傳輸不受刀閘或開關(guān)所影響，可在刀閘或開關(guān)處安裝BPLC設(shè)備并在兩端線路上安裝電感耦合器，起到BPLC信號橋接的功能； 步驟4:數(shù)據(jù)上傳與指令下發(fā)，中壓沿線的配網(wǎng)自動化相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過電力線寬帶分支網(wǎng)和光纖骨干、網(wǎng)上傳到所述監(jiān)控客戶端，所述監(jiān)控客戶端實(shí)施指令下發(fā)，雙向互動，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙調(diào)、·遙控和遙視。
【文檔編號】H04L29/08GK103825944SQ201410064345
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】邵開麗, 王緩緩, 胡愛娜, 武海艷, 宮娜娜, 閆斌, 周小佳 申請人:黃河科技學(xué)院