一種基於GPRS移動端的人員定位組網結構的製作方法

2023-08-03 03:23:26 3

本發明屬於定位技術領域，涉及一種基於GPRS移動端的人員定位組網結構。

背景技術：

電力已經成為我國最主要能源，與人民的生產、生活息息相關。輸配電系統是電網的一個重要環節。

輸配電設備的維護和檢修是電網正常運行的重要保障，其特點是必須定點準確、檢修及時。因此，為了設備的維護和故障監測，大型電網系統往往組建有獨立的電力通信內網。

目前，大型電網的維護和檢修模式通常是，監控中心對網內故障進行檢測和定位，然後聯繫工作人員前往維護或檢修。然而，由於工作人員往往隨機分散於電網區域內的各處，監控中心需要分別與各工作人員進行通信聯絡，確定距故障點最近的工作人員位置，以期在最短時間內進行維護或檢修。

無疑，目前的人員定位方式十分原始，基本不能滿足對設備或電網進行維護和檢修的需要。

因此急需開發一種電力系統檢修人員的定位和聯絡系統，以解決上述問題。

技術實現要素：

本發明的目的正是為了對電力系統檢修人員進行準確定位，利用電力內網和GPRS公網相結合的模式，開發了一種成本低廉又便於攜帶的定位裝置，能夠方便電力監控中心準確定位工作人員，及時安排解除電力系統故障。

本發明提供了一種基於GPRS移動端的人員定位組網結構，主要包括電力內網三維監控平臺、隔離裝置、伺服器、基站、GPRS公網、若干移動端；其中，

電力內網三維監控平臺通過隔離裝置連接伺服器；

伺服器、基站、若干移動端分別連接GPRS公網；

基站、每一個移動端均裝有一個流量SIM卡，以撥號的方式與伺服器建立連接；

伺服器擁有一個固定的IP；

基站為RTK差分基站，主要包括：RTK差分定位模塊、MCU1、WiFi模塊、GPRS模塊1、MEMS慣導模塊1、乙太網口模塊和電源模塊；其中，RTK差分定位模塊、WiFi模塊、GPRS模塊1、MEMS慣導模塊1、乙太網口模塊、電源模塊分別與MCU1連接；RTK差分定位模塊與GPRS模塊1連接；

移動端為GPRS移動端，主要包括：GPS定位模塊、MCU2、GPRS模塊2、MEMS慣導模塊2和鋰電池供電模塊；其中，GPS定位模塊、GPRS模塊2、MEMS慣導模塊2、鋰電池供電模塊分別與MCU2連接；GPS定位模塊與GPRS模塊2連接；

上述RTK差分定位模塊主要包括GNSS模塊和GNSS天線；

上述GPRS模塊1主要包括GPRS晶片、SIM卡和GPRS天線；

上述MCU1主要包括CPU晶片、時鐘模塊和復位模塊；

上述MEMS慣導模塊1主要包括加速度計和陀螺、執行器、信號處理和控制電路、接口電路；

上述電源模塊主要包括聚合物鋰電池、充電管理電路和電源管理電路。

所示隔離裝置為防火牆。

所述RTK差分基站還包括與其連接的指示燈。

本發明藉助GPRS公網為媒介，電力內網和人員定位裝置通信的數據均經過具有固定IP的伺服器作為中轉，解決了電力內網伺服器和人員定位裝置之間的通信問題。採用本發明能夠準確定位電力操作人員的位置，方便電力內網監控中心能夠及時與故障就近人員進行溝通，使系統維護、維修快速及時。

附圖說明

圖1是本發明定位組網結構拓撲圖；

圖2是本發明RTK差分基站結構框圖；

圖3是本發明GPRS移動端結構框圖。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明作進一步詳細描述：

如圖1所示，本發明的一種基於GPRS移動端的定位組網結構，主要包括電力內網三維監控平臺、隔離裝置、伺服器、基站、GPRS公網、若干移動端；其中，電力內網三維監控平臺通過隔離裝置連接伺服器；伺服器、基站、若干移動端分別連接GPRS公網；基站、每一個移動端均裝有一個流量SIM卡，以撥號的方式與伺服器建立連接；伺服器擁有一個固定的IP。

本發明中，基站為RTK(Real-time kinematic)差分基站，移動端為GPRS(General Packet Radio Service)移動端，隔離裝置為防火牆。

如圖2所示，RTK差分基站主要包括：RTK差分定位模塊、MCU1、WiFi模塊、GPRS模塊1、MEMS慣導模塊1、乙太網口模塊和電源模塊；其中，RTK差分定位模塊、WiFi模塊、GPRS模塊1、MEMS(Micro-Electro Mechanical System)慣導模塊1、乙太網口模塊、電源模塊分別與MCU1連接；RTK差分定位模塊與GPRS模塊1連接。MCU1可以是8位或32位。

如圖3所示，GPRS移動端主要包括：GPS定位模塊、MCU2、GPRS模塊2、MEMS慣導模塊2和鋰電池供電模塊；GPS定位模塊、GPRS模塊2、MEMS慣導模塊2、鋰電池供電模塊分別與MCU2連接；GPS定位模塊與GPRS模塊2連接。MCU2可以是8位。

本發明的RTK差分定位模塊主要包括GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)模塊和GNSS天線；主要提供GNSS定位，輸入RTCM協議的數據計算和提供定位解。GPRS模塊1主要包括GPRS晶片、SIM(Subscriber Identity Module客戶識別模塊)卡和GPRS天線；接受伺服器發送來的RTCM協議的數據和發送定位數據和MEMS數據。

上述的GNSS泛指所有的衛星導航系統，包括全球的、區域的和增強的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北鬥等衛星導航系統，以及相關的增強系統。

MCU1主要包括CPU晶片、時鐘模塊和復位模塊；是整個系統工作的核心，控制整個系統合理正確的工作。MCU1主要負責對RTCM協議的數據和定位數據進行轉發。

MEMS慣導模塊1主要包括加速度計和陀螺、執行器、信號處理和控制電路、接口電路。MEMS慣導模塊1提供慣性測量數據。MEMS慣導模塊2的構成和功能與MEMS慣導模塊1相同。

電源模塊主要包括聚合物鋰電池、充電管理電路和電源管理電路。為整個系統提供能源。

RTK差分基站、GPRS移動端分別還包括與其連接的指示燈。

本發明的基於GPRS移動端的人員定位裝置的工作原理簡單描述如下。

根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離改正數，並由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行GPS觀測的同時，也接收到基準站發出的改正數，並對其定位結果進行改正，從而提高定位精度。

具體地，RTK差分基站負責進行GPS+GLONASS+BeiDou的衛星信號接收，通過MCU1中存儲的算法進行解算，輸出RTCM格式的RTK差分信號。移動端負責進行GPS+GLONASS衛星信號的本地接收並同時接收基站輸出的RTK差分信號，通過MCU2中存儲的算法進行解算，最終在移動站解析出釐米級的高精度定位結果。

本發明的定位組網結構藉助移動公網，通過GPRS移動公網雲來進行數據傳輸和交互；每一個移動端上都裝有一個流量SIM卡，以撥號的方式與伺服器建立連接，基站上也有一張流量SIM卡，同樣是以撥號的方式與伺服器建立連接，而伺服器也是必須與公網對接，並擁有一個固定的IP。

該定位組網結構裡的所有設備都放置在同一變電站內。具體數據流程是：首先基站實時將高精度定位糾正數據通過移動公網送給伺服器進行緩存，而移動端通過移動公網實時從同一伺服器獲取糾正數據，結合自身的定位算法計算出高精度定位結果，然後移動端將定位最終結果數據還是通過移動公網實時發回到同一伺服器，最後伺服器通過防火牆等隔離裝置將定位結果數據送給電站內的三維監控平臺，在三維平臺上進行數據集中展示。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

本發明不限於以上對實施例的描述，本領域技術人員根據本發明揭示的內容，在本發明基礎上不必經過創造性勞動所進行的改進和修改，都應該在本發明的保護範圍內。