基于Android的电力安全引导操作系统研究

摘要

目前在电力系统中主要采用微机防误系统来对电力操作现场进行运行管理，该系统可为电力操作人员提供一定程度的安全保障。但由于系统“最后一米”的操作仍是人工完成的，存在一定危险，因此为电网搭建“最后一米的生命防护栏”具有非常重要的意义。本文针对现有微机防误系统中最后一米存在的安全隐患，基于Android平台设计了一套改进的电力安全引导操作系统，可为操作人员的安全提供进一步的保障。
　　系统的设计包括硬件和软件两部分。在硬件方面，主要包括电力设备状态检测单元和现场服务器单元。通过分析、比较蓝牙通讯与无线485通讯的优缺点，设计了包含状态检测模块与无线485发送模块的检测单元;设计了包含无线485接收模块、蓝牙模块和51最小系统的现场服务器，实现了电力设备与移动终端间多点对单点的通讯。
　　软件方面，设计并实现了电力安全引导操作系统。基于Android的移动终端软件系统主要包含以下模块:
　　(1)用户管理模块:对用户登录、用户权限和用户信息等进行管理;
　　(2)操作票模块:实现制作操作票与单步执行操作票功能;
　　(3)数据管理模块:对操作票模块中的数据信息进行本地JSON存储与解析;
　　(4)室内定位的实现主要包含以下步骤:
　　a)坐标转换:根据加速计和磁强计的数据，计算设备坐标系与世界坐标系的坐标转换旋转矩阵，以便计算世界坐标系中的加速度值;
　　b)步伐探测:使用滑动平均窗法对加速度信号进行两种不同窗长度的均值滤波，并选择长窗波形与短窗波形的上升交换点作为计步依据，最终实现步伐探测;
　　c)步长估计:对比了多种步长估算模型，根据实验结果选定Kim步长估算方法实现动态步长估计;
　　d)航向估计:通过旋转矩阵将设备加速度映射到世界坐标系，根据重力传感器与磁强计数据融合得到用户行走时的航向角。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 相关领域研究现状

1．2．1 微机五防技术的发展

1．2．2 Android

1．3 论文研究内容及意义

1．4 论文组织结构

第二章 相关知识介绍

2．1 操作票制度

2．2 Android技术

2．2．1 Android操作系统

2．2．2 Android系统架构

2．2．3 Android传感器

2．3 JSON数据传输格式

2．4 室内定位技术

2．4．1 基于传感器数据的相对位置定位技术基本原理

2．4．2 两种相对位置定位技术

2．5 本章小结

第三章 系统设计

3．1 需求分析

3．2 系统总体设计

3．2．1 系统总体框架

3．2．2 系统网络架构

3．3 硬件设计

3．3．1 现场检测单元

3．3．2 现场服务器

3．4 软件设计

3．4．1 体系结构

3．4．2 软件架构

3．5 本章小结

第四章 移动终端软件设计

4．1 模块设计要求

4．2 移动端模块设计

4．3 用户管理模块设计

4．4 操作票模块

4．4．1 操作票编写

4．4．2 操作票执行

4．5 数据管理模块

4．6 室内定位

4．6．1 室内定位技术的比较

4．6．2 行人航迹推算的实现

4．7 本章小结

第五章 移动终端软件实现

5．1 软件开发环境

5．2 系统登录与权限管理

5．3 操作票模块实现

5．4 数据模块实现

5．4．1 数据存储

5．4．2 数据解析

5．5 室内定位模块实现

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文