GPS接地线位置自动定位系统

1、GPS接地线位置自动定位系统论文导读：结束语随着国民经济和电网建设的迅猛发展，高电压 等级线路越来越多，超高压输电线路的停电检修与技改等工作的实施 过程中，接地线这样重要的安全防护用品的使用将日趋频繁，而接地 线使用过程中的监管盲点所带来的安全隐患也将日益突出，通过此装 置可以实现对接地线的完全监督，并且此装置可以用在任何等级的线 路上，特别是停电次数多的线路上，运用此装置大大减少了因接地线 未拆除引起的事故或因寻找接地线耽误的时间。本项目组所研究的针 对超高压线路停电检修时GPS接地线位置自动定位系统已经进过试 验验证了它的可行性。关键词：自动定位系统，输电线路，停电检修 一、总体设计与实施

2、方案及采取的措施1.1定位装置安装固结在接地 线上总体方案的确定采用目前最成熟的GPS+GPRS（同时支持GSM）技 术，用GPS定位,采用GPRS（GPRS与GSM服务由移动通讯服务商提 供网络服务）进行定位信息回传。从目前的技术条件来说，只有这两 种技术的结合才能满足我们的要求，也是最经济的。系统原理示意图: 1由技术攻关负责人带领项目组成员，经过现场勘察并结合线路班组多 年的巡线经验，查阅GPRS通信方而的相关资料，确定了此方案的理 论可行性。按照初步的设想，希望设计出的安装装置体积比较小，固 结在接地线尾部上不能影响到美观。初步外观设置示意图如下： 1.2GPS芯片的选择作为本系统最重

3、要的一块，既然是定位导航接地 线位置，那么就必须保证导航的准确性，其中最关键的是接受卫星信 号的精度和算法。而卫星接收性能好坏主要由GPS的芯片决定。GPS 的芯片相当于电脑的CPU。根据不同厂家生产的GPS芯片在成本、设 计用途上进行对比，最后我们项目组采用了 NemeriX芯片NE-85GPS。 该芯片完全能够满足我们的工作需求。芯片具有以下几个特点： 1)低功耗、简洁紧凑的外观设计。2)精度高、具备快速定位及追踪16颗卫星的能力。3)工作环境可在-40团一80回，良好的防水功能。4)内置了低噪声、高灵敏度天线。5)RS-232 串连口1.3 GPRS模块的设计GPRS是通用分组无线业务(

4、General Packet RadioService)的简称，它突破了 GSM网只能提供电路交换的思维方 式，GPRS是一种以全球手机系统GSM为基础的数据传输技术，可说 是GSM的延续，GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包 (Packet)式来传送，因此使用者所负担的费用是以传输资料单位计 算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。它与CPU之间采用标 准的串行口进行通信。1.4 GPS获取定位信息GPS语句的输入输出是通过RS232串行接口完 成的，符合美国国家海洋协会制定的NMEA-0183通信标准格式。其 通信端口的数据格式应该设置为8个数据位，1个停止位：无奇偶校 验：波

5、特率为115200b/s, NMEA-0813通信标准的输出数据采用的是 ASCII码，其内容包含了纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航 向以及卫星状态等信息，语句有五种，对于不同的应用，选用的语句 记录也不同，在本设计中只关心日期和时间、经纬度，因此只选用 RMC记录语句。GPS接受定位信息的流程图如图所示：1.5 数据通信过程的实现系统通过GPRS实现数据上网，SIM100-E主 要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。SIM100-E集成了完 整的射频电路和GSM的基带处理器，应用十分广泛。系统通过一系 列的AT命令控制GPRS模块建立通信链路及数据上网，建立连接的主 要过程如下：

6、ATD*99*1#,拨号登陆到GPRS网络；AT+CGDCONT=1,IP,CMNET设置接入网关，其中CMNET为移动梦 网的接入网关；AT+CGCLASS=B，设置移动终端的类别，B为同时监控多种业务； AT+CGACT=1,激活1号PDP报上下文；AT+CSQ为检查信号，若返回1031,。之间的信号数字则继续， 如果信号是99,则系统重复发送AT命令,不停地让模块去搜寻网络， 重试次数超过预定次数，可定义其他方式发送错误报告；AT+CGREG?若返回为1则可以继续,若返回0则返回第一步重来； AT+CGREG系统循环调用GPRS网络注册状态命令和AT+CMEERROR GPRS相关的错误

7、命令来检查系统状态。一般情况下，当终端附着在GPRS网络上时，GPRS系统将为其分配一 个动态IP地址，通过AT+CGRADDR命令可以得到本地IP地址，然后 按此地址按一定格式发送到预先设置好的数据中心IP地址和端口， 即可实现与中心的数据互通。后台管理系统可以采用光纤专线的方式、 采用ADSL作为数据通信中心或采用GPRS调制解调器的方式三种的 任意一种进行网络连接，在实验中，我们使用光纤方式上网。后台管 理系统软件的一项功能是实现接收和发送UDP或TCP协议的数据包， 以实现嵌入式终端的IP协议通信，实现通信后，软件根据不同数据格式 与协议，实现数据的发送与接收。具体通信流程如图所示1.

8、6 PC软件的设计界面设计采取简单实用易操作的原则，采用选项卡 模式分项分按杆塔与按接地线查询。查询出来的图形采用可拖拉放大 的功能，这样方面用户拖地图形展示整个线路或所有接地线所在地图 形。界面如下页图所示：按接线查询1.7 硬件与软件的统调经过前面的分析，可以得到硬件整体模块图:根据各芯片引脚功能介绍，对应与单片机引脚相连。硬件连接后，检查电路板是否有短路等情况。按要求编写程序，程序仿真无误后烧入到单片机的ROM中，以便 单片机对芯片的控制。进行硬件调试时，后台软件能够接收到信息并对其进行分析，确 定装置的位置。对该装置进行封装，最后固结在接地线上。二、技术关键与创新点1通信方式选择L1.

9、传统的通信系统掌上电脑（PDA）带GPS装置。线路人员携带PDA设备对线路进行巡 检时，GPS自动获取当前的位置坐标，并和数据库中原有的杆塔坐标 进行比较，巡视结束后，PDA通过USB传回给后台管理系统。1.2.本项目采用的通信方式开发集成GPS及GPRS模块的装置，线路人员携带此装置对线路巡检 时，该装置自动获取当前的位置坐标，通过GPRS模块回传到后台管 理系统。综合了计算机、网络通信等技术。论文检测。2定位方式的选择2.1.传统的定位方式红外定位技术一一要求物体和红外阅读器必须成一条直线,这样发 射器安装在铁塔或一般位置不会动的地方，接收端安装在地线上。论 文检测。超声波定位技术一一采用

10、反射式测距法，通过三角定位算法确定物 体的位置，即发射超声波并接收由被测物（地线）产生的回波，根据 回波与发射波的时间差计算待测距离，这就需要在另外两个地方加装 超声波发射装置，在地线安装超声波接收器，才能确定其具体位置。射频识别技术一一利用射频方式进行非接触式通信以交换数据以 达到识别和定位的目的。2.2. 本项目采用的定位方式采用GPS卫星定位技术，其中用户接收机是将卫星来的无线电信号的 电磁能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。然后通过接收器 中的集成电子芯片进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫 星到接收机天线的传播时间。论文检测。本项目设计是用来确定接地 线的具体位置，传

11、统的定位方式只能够得到相对位置。2.3. GPS获取定位信息GPS接收到的信息有固定的格式，当从gpsoc#()接收到有效的GPS 数据信息时，就可以按照GPS固定的信息格式进行分析处理，最后从 中提取出时间、日期、经度、纬度等信息，在分析的途中可以把分析 出来的数据信息保存在全局变量函数中，CPU通过RS232可以和GPS 进行通信，从而获取信息用来发给GPRS模块。2.4. GPRS模块接收和发送数据信息只有对GPRS模块进行初始化之后才能够正确的使用它，通过它来接 受和发送数据，GPRS的初始化主要是初始化GPRS串口，以及给GPRS 模块发送AT命令，初始化它的短信接收和发送的格式。工作时，CPU 把从GPS中获取的信息通过串口发送到GPRS模块，系统通过一系列 的AT命令控制GPRS模块建立通信链路及数据上网，实现数据的发送。 三、结束语随着国民经济和电网建设的迅猛发展，高电压等级线路越 来越多，超高压输电线路的停电检修与技改等工作的实施过程中，接 地线这样重要的安全防护用品的使用将日趋频繁，而接地线使用过程 中的监管盲点所带来的安全隐患也将日益突出,通过此装置可以实现 对接地线的完全监督，并且此装置可以用