[實用新型]一種驛站式通信智能節(jié)點

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620076454.1
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN205384480U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 段穎妮;韓佐軍;李國柱;雷俊紅;楊森林
• 申請（專利權(quán)）人: 西安文理學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領域

本實用新型屬于在役油氣輸送鋼管道探傷技術(shù)領域，具體涉及一種驛站式通信智能節(jié)點。

背景技術(shù)

在役管道內(nèi)探傷機器人與外界的通信有拖纜(電纜和光纜)，機器人進入管道通過拖曳電纜或光纜與管道外泵站處PC機通信，由于鋼管的電磁屏蔽作用，管道內(nèi)外無法實現(xiàn)無線電磁波通信，采用拖曳電纜或光纜與管道外泵站處PC機通信大大限制了探傷工作距離。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種驛站式通信智能節(jié)點，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的在役油氣輸送鋼管道內(nèi)探傷機器人與外界通信距離受限的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種驛站式通信智能節(jié)點，包括控制器，控制器的第三i/o口與開關(guān)K2連接后連接至布設于管道壁的細纜的線纜V+上，控制器的電源端VC與充電芯片輸出端Cout連接，控制器的第一i/o口與開關(guān)K1連接后連接至細纜的線纜V+上，開關(guān)K1又與控制器的第二i/o口連接，同時，開關(guān)K1連接電阻R后又連接至充電芯片，所述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。

本實用新型的特點還在于，

開關(guān)K2為N溝道增強型mos管。

開關(guān)K1為P溝道耗盡型mos管。

控制器型號為MSP430。

充電芯片型號為Itc3225。

本實用新型的有益效果是，一種驛站式通信智能節(jié)點，通過在管道內(nèi)的細纜中每間隔一定距離嵌入智能節(jié)點，鏈路上的智能節(jié)點采用超級電容供電，超級電容通過細纜充電，實現(xiàn)了管道內(nèi)探傷機器人與智能節(jié)點間采用無線短距通信，智能節(jié)點間進行驛站式有線通信，實現(xiàn)了管道內(nèi)探傷機器人通過智能節(jié)點間的驛站式通信和管道外泵站處PC機長距離有效通信的目地，整個系統(tǒng)功耗低。

附圖說明

圖1是本實用新型一種驛站式通信智能節(jié)點的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型一種驛站式通信智能節(jié)點，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括控制器，控制器的第三i/o口與開關(guān)K2連接后連接至管道內(nèi)的細纜的線纜V+上，控制器的電源端VC與充電芯片輸出端Cout連接，控制器的第一i/o口與開關(guān)K1連接后連接至細纜的線纜V+上，開關(guān)K1又與控制器的第二i/o口連接，同時，開關(guān)K1連接電阻R后又連接至充電芯片，所述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，其中，開關(guān)K2為N溝道增強型mos管，開關(guān)K1為P溝道耗盡型mos管，控制器型號為MSP430，充電芯片型號為Itc3225。

智能節(jié)點的具體工作原理為：

圖1中V+，Vr是緊貼在役管道內(nèi)壁上的兩根細纜，Vr作為參考電位線纜，電子開關(guān)K1采用P溝道耗盡型mos管(常閉型)、開關(guān)K2采用N溝道增強型mos管(常開型)，泵站中PC機根據(jù)線路上采集的充電電流判斷是否要切換線路到通信狀態(tài)，當切換到充電狀態(tài)，K1閉合，K2斷開，泵站中供電電源通過兩根細電纜對智能節(jié)點中的超級電容充電，其中Itc3225是充電芯片，Itc3225的輸出Vout提供給節(jié)點內(nèi)MSP430控制器電能，當K1斷開，K2閉合，切換到通信狀態(tài)，泵站中PC機通過兩根細電纜和智能節(jié)點及管道內(nèi)探傷機器人進行驛站式通信，鏈路上智能節(jié)點內(nèi)MSP430控制器板級間通過串口RX/TX一根線進行半雙工通信，智能節(jié)點與探傷機器人通過NFC無線收發(fā)模塊無線短距通信。

具體的，芯片Ltc3225對電容充電，電容C充電到2.5V左右時MSP430得電工作，當電容C充電至5.3V時，MSP430得到來自Itc3225的中斷信號PGOOD，MSP430發(fā)送高電平信號給P溝道耗盡型mos的G極引腳使開關(guān)的常閉觸點斷開，節(jié)點1,2……n中Itc3225和超級電容依次從電源總線上摘除，在這期間pc機通過霍爾電流傳感器監(jiān)測總線上充電電流，當其小于某一閾值時，切斷泵站處直流電源與總線的連接，此后，節(jié)點1,2……n中MSP430發(fā)控制信號給K2開關(guān)N溝道增強型mos管G級引腳高電平使開關(guān)的常開觸點閉合，節(jié)點1,2……n依次連通V+，Vr，即形成兩根細纜間并聯(lián)多個智能節(jié)點。泵站中PC機、多個智能節(jié)點及移動終端管道探傷機器人通過兩根細線纜形成通信鏈路，可以進行驛站式通信。

本實用新型一種驛站式通信智能節(jié)點，在管道內(nèi)的細纜中每間隔一定距離嵌入智能節(jié)點，鏈路上的智能節(jié)點采用超級電容供電，超級電容通過細纜充電，管道內(nèi)探傷機器人與智能節(jié)點間采用無線短距通信，智能節(jié)點間進行驛站式有線通信，整個系統(tǒng)功耗低。