[發明專利]一種管道內超細纜驛站式通信系統及通信方法

有效

• 申請號: 201610052497.0
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105682005B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 段穎妮;韓佐軍;李國柱;雷俊紅;楊森林
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04B3/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開了一種管道內超細纜驛站式通信系統，包括管道通信系統和探傷機器人組成，管道通信系統包括鋪設有在役管道內的兩根超細纜，兩根超細纜之間并聯設置有若干智能節點，探傷機器人與智能節點間采用無線短距通信，智能節點間進行驛站式有線通信，管道外沿線還依次設置有若干泵站，每個泵站內設置有控制終端、電源、總開關、接口板卡以及電流檢測傳感器，探傷機器人將管道沿線任一點的管道壁探傷信息通過驛站式通信鏈路傳輸給管道外泵站處控制終端，本發明還公開了管道內超細纜驛站式通信系統的通信方法，本發明解決了目前在役管道內拖纜方式使移動終端探傷機器人與泵站控制終端之間通信距離有限，導致移動終端探傷機器人作業距離有限的問題。

技術領域

本發明屬于通信系統技術領域，具體涉及一種管道內超細纜驛站式通信系統，本發明還涉及管道內超細纜驛站式通信系統的通信方法。

背景技術

在役管道內探傷機器人與外界的通信有拖纜(電纜和光纜)通信，機器人進入管道通過拖曳電纜或光纜與管道外泵站處控制終端通信。拖纜通信使機器人作業距離受限，為了使管道內機器人終端與管道外控制終端長遠距離通訊，若采用布纜機構將超細纜線布設于管道內壁，探傷機器人能夠與管道內纜線中內嵌的智能節點進行無線短距通信，則探傷機器人在管道內任意位置均能將管壁探傷數據傳輸給沿線泵站處控制終端。如果采用鋪設光纜，在沿線光纜上需要設置光纜接口，由于光接口設計困難及光能量泄露！無法滿足探傷機器人在管道內任意位置均能將探傷數據傳輸給沿線泵站處控制終端的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種管道內超細纜驛站式通信系統，解決了現有技術中存在的在役管道內拖纜方式使移動終端探傷機器人與泵站控制終端之間通信距離有限，導致移動終端探傷機器人作業距離有限的問題。

本發明的另一目的是提供一種管道內超細纜驛站式通信系統的通信方法。

本發明所采用的第一技術方案是，一種管道內超細纜驛站式通信系統，包括管道通信系統和探傷機器人組成，管道通信系統包括鋪設在在役管道內的兩根超細纜，兩根超細纜分別為線纜V+和參考電位線纜Vr，兩根超細纜之間并聯設置有若干智能節點，探傷機器人與智能節點間采用無線短距通信，智能節點間進行驛站式有線通信，管道外沿線還依次設置有若干泵站。

本發明第一技術方案的特點還在于，

每個智能節點的具體內部電路結構為：包括控制器，控制器的第三i/o口與開關K2連接后連接至超細纜的線纜V+上，開關K2為N溝道增強型mos管，控制器的電源端VC與充電芯片電能輸出端Cout連接，控制器的第一i/o口與開關K1連接后連接至超細纜的線纜V+上，開關K1為P溝道耗盡型mos管，開關K1的漏極又與控制器的第二i/o口連接，同時，開關K1的漏極連接電阻R后又連接至充電芯片，充電芯片的電能輸入端連接電容C1后接地，充電芯片的C+和C-之間連接有電容C2，充電芯片的電能輸出端Cout與接地端還連接帶中間抽頭的超級電容C，記作電容C3和電容C4。

智能節點采用超級電容或儲能電池供電。

每個泵站內設置有控制終端，控制終端連接有電源，電源又與電流檢測傳感器連接，電流檢測傳感器又與總開關連接，控制終端還與接口板卡連接，接口板卡同時也與總開關連接，總開關為單刀雙擲開關，探傷機器人將管道沿線任一點的管道壁探傷信息通過驛站式通信鏈路傳輸給管道外泵站處控制終端。

本發明所采用的第二技術方案是，一種管道內超細纜驛站式通信系統的通信方法，基于管道內超細纜驛站式通信系統，具體按照以下步驟實施：

步驟1、當探傷機器人行走在管道內任一智能節點處時，智能節點和探傷機器人之間實現短距無線通信，由管道外泵站的控制終端、接口板卡、電源、電流檢測傳感器、總開關、內嵌有智能節點的細纜、探傷機器人終端構成驛站式通信鏈路的物理層，為驛站式通信做好準備；