(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211047103.4 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 国网甘肃省电力公司经济技 术研究 院 地址 730000 甘肃省兰州市七里河区西津 东路628号 申请人 国网甘肃省电力公司 (72)发明人 张军　 (74)专利代理 机构 北京深川专利代理事务所 (普通合伙) 16058 专利代理师 李娜 (51)Int.Cl. H04L 41/0677(2022.01) H04W 24/04(2009.01) H04W 84/18(2009.01)G06Q 50/06(2012.01) G01S 11/02(2010.01) G01R 31/00(2006.01) (54)发明名称 一种无线电波测距技术电力设备故障搜索 方法 (57)摘要 本发明公开一种无线电波测距技术电力设 备故障搜索方法， 涉及电力设备故障搜索技术领 域， 解决的技术问题是无法精确的对电力设备故 障点进行测距定位。 采用的方法是： 在电力设备 区域内不同位置设置无线传感器作为锚节点， 采 用基于锚节点的接收信号强度指示测距和双程 测距融合测距的故障定位算法确定电力设备故 障点位置， 当锚节点接收到故障点信号并通过 RSSI计算距离值； 当距 离值小于10m时， 记录通过 RSSI所测量出的距离值； 当距离值大于等于10m 小于通信半径R时， 采用TWR测距算法测量故障点 距离值并记录下来。 本发明提高了电力设备故障 点定位的准确性。 权利要求书4页 说明书10页 附图4页 CN 115134222 A 2022.09.30 CN 115134222 A 1.一种无线电波测距技 术电力设备故障搜索方法， 其特 征在于， 包括以下步骤: 步骤一： 在电力设备区域内不同位置设置无线传感器建立无线传感器网络， 并把传感 器作为锚节点， 采用基于锚节点的接收信号 强度指示测距和双程测距融合测距的故障定位 算法确定电力设备故障点 位置； 步骤二： 锚节点接收到故障点信号并通过RS SI计算距离值； 步骤三： 当距离值小于10m时， 记录通过RS SI所测量出的距离值； 步骤四： 当距离值大于等于10m小于通信半径R时， 采用TWR测距算法测量故障点距离值 并记录下来； 所述基于锚节点的RS SI和TWR融合测距的故障定位 算法具体流 程如下： 在电力设备检测区域内， 随机部署n个无线传感器建立可以覆盖电力设备检测区域的 无线传感器网络， 无线传感器锚节点表示为 ， 其中 ， 规定电力设备检测区域内 的无线传感器都具有相同的通信半径R； 当电力设备发生 故障时， 无线传感器进 行发送无线 电波， 此时先采用RSSI测距算法对故障点进行距离测量， 当故障点在锚节点通信范围内并 且与锚节 点的距离小于10 m时， 记录该距离值； 无线电波信号在空气中传播的过程由于传播 距离的变化， 接收到的无线电波信号会有不同程度的衰减， RSSI无线电波信号衰减与传播 距离之间的关系可以表示 为： （1） 公式 （1） 中， 表示无线电波信号传播距离为 d时接收到的信号强度， 即RS SI值单位为 dBm； 表示收发距离为 时接收端接收到的信号强度， 为参考距离， 通常情况下为 简化算法复杂度取 ；n表示路径损耗系数， 随实际现场环境变化； 为噪声变量， 服 从均值为0、 标准差为 的正态分布； 根据RSSI无线电波信号衰减与 距离之间的关系可以得 到RSSI值与故障点距离之间的关系表达式： （2） 公式 （2） 中， 表示RSSI算法中故障点与发送 节点的距离； 当故障点在锚节点的通信范围内并且与锚节点的距离大于等于10m小于通信半径R时， 采用TWR测距算法对故障点进行距离测量， (3) 公式 （3） 中， 为TWR算法中故障点与锚节点之间的测量距离， 为从锚节点发送无线电 波信号到故障点接收无线电波信号并反馈回锚节点的总时间， 为故障点从接收到无线电 波信号到反馈无线电波信号的延迟时间， 即故 障点的数据处理时间， 与故障点处理器时 钟频率相关， c为无线电波在空气中的传输 速度， 即 ； 由此可得： （4）权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115134222 A 2公式 （4） 中， 为从锚节点发送无线电波信号到故障点接收无线电波信号并反馈回锚节 点的真实总时间， 为锚节点的时钟频偏； （5） 公式 （5） 中， 为故障点从接收到无线电波信号到反馈无线电波信号的真实延迟 时间， 为故障点的时钟频偏； 根据以上公式可 得故障点与锚节点之间的真实距离为： （6） 公式 （6） 中， 表示TWR算法中故障点与锚节点的真实距离 。 2.根据权利要求1所述的一种无线电波测距技 术电力设备故障搜索方法， 其特 征在于： 所述无线传感器网络主要由无线传感器锚节点、 移动通信网络和用户组成， 无线传感 器锚节点通过移动通信网络相连接， 移动通信网络对无线传感器锚节点的数据信息进 行收 集， 然后把从无线传感器锚节点收集到的数据信息传送到用户， 用户对接 收到的信息数据 进一步处理分析； 所述无线传感器锚节点内部结构主要包括传感器模块、 处理器模块、 无线通信模块和 能量供给模块。 3.根据权利要求1所述的一种无线电波测距技 术电力设备故障搜索方法， 其特 征在于： 对采集接收的无线电波信号运用小波阈值方法进行降噪处理， 定义小波时必须满足以 下两个条件； （7） 公式 （7） 中， 为小波母函数， 为无线电波信号 点， 为无线电波信号 点集合； （8） 公式 （8） 中， 为傅里叶变换， 为小波函数； 在满足上述两个条件后， 用 a表示尺度参数， b表示位移参数， 当 且 时， 通过小 波函数的伸缩与平 移， 可以获得以下函数： （9） 公式 （9） 称为依赖尺度参数、 位移参数的连续小波， 简称为小波， 公式 （9） 中， 表示尺度 参数， 表示位移参数， t 表示任一时刻； 的小波变换表示 为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115134222 A 3