[实用新型]一种驿站式通信智能节点

说明书

技术领域

本实用新型属于在役油气输送钢管道探伤技术领域，具体涉及一种驿站式通信智能节点。

背景技术

在役管道内探伤机器人与外界的通信有拖缆(电缆和光缆)，机器人进入管道通过拖曳电缆或光缆与管道外泵站处PC机通信，由于钢管的电磁屏蔽作用，管道内外无法实现无线电磁波通信，采用拖曳电缆或光缆与管道外泵站处PC机通信大大限制了探伤工作距离。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种驿站式通信智能节点，解决了现有技术中存在的在役油气输送钢管道内探伤机器人与外界通信距离受限的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种驿站式通信智能节点，包括控制器，控制器的第三i/o口与开关K2连接后连接至布设于管道壁的细缆的线缆V+上，控制器的电源端VC与充电芯片输出端Cout连接，控制器的第一i/o口与开关K1连接后连接至细缆的线缆V+上，开关K1又与控制器的第二i/o口连接，同时，开关K1连接电阻R后又连接至充电芯片，所述充电芯片的电能输入端连接电容C1后接地，充电芯片的C+和C-之间连接有电容C2，充电芯片的输出端Cout与接地端还连接带中间抽头的超级电容C，记作电容C3和电容C4。

本实用新型的特点还在于，

开关K2为N沟道增强型mos管。

开关K1为P沟道耗尽型mos管。

控制器型号为MSP430。

充电芯片型号为Itc3225。

本实用新型的有益效果是，一种驿站式通信智能节点，通过在管道内的细缆中每间隔一定距离嵌入智能节点，链路上的智能节点采用超级电容供电，超级电容通过细缆充电，实现了管道内探伤机器人与智能节点间采用无线短距通信，智能节点间进行驿站式有线通信，实现了管道内探伤机器人通过智能节点间的驿站式通信和管道外泵站处PC机长距离有效通信的目地，整个系统功耗低。

附图说明

图1是本实用新型一种驿站式通信智能节点的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种驿站式通信智能节点，结构如图1所示，包括控制器，控制器的第三i/o口与开关K2连接后连接至管道内的细缆的线缆V+上，控制器的电源端VC与充电芯片输出端Cout连接，控制器的第一i/o口与开关K1连接后连接至细缆的线缆V+上，开关K1又与控制器的第二i/o口连接，同时，开关K1连接电阻R后又连接至充电芯片，所述充电芯片的电能输入端连接电容C1后接地，充电芯片的C+和C-之间连接有电容C2，充电芯片的输出端Cout与接地端还连接带中间抽头的超级电容C，记作电容C3和电容C4，其中，开关K2为N沟道增强型mos管，开关K1为P沟道耗尽型mos管，控制器型号为MSP430，充电芯片型号为Itc3225。

智能节点的具体工作原理为：

图1中V+，Vr是紧贴在役管道内壁上的两根细缆，Vr作为参考电位线缆，电子开关K1采用P沟道耗尽型mos管(常闭型)、开关K2采用N沟道增强型mos管(常开型)，泵站中PC机根据线路上采集的充电电流判断是否要切换线路到通信状态，当切换到充电状态，K1闭合，K2断开，泵站中供电电源通过两根细电缆对智能节点中的超级电容充电，其中Itc3225是充电芯片，Itc3225的输出Vout提供给节点内MSP430控制器电能，当K1断开，K2闭合，切换到通信状态，泵站中PC机通过两根细电缆和智能节点及管道内探伤机器人进行驿站式通信，链路上智能节点内MSP430控制器板级间通过串口RX/TX一根线进行半双工通信，智能节点与探伤机器人通过NFC无线收发模块无线短距通信。

具体的，芯片Ltc3225对电容充电，电容C充电到2.5V左右时MSP430得电工作，当电容C充电至5.3V时，MSP430得到来自Itc3225的中断信号PGOOD，MSP430发送高电平信号给P沟道耗尽型mos的G极引脚使开关的常闭触点断开，节点1,2……n中Itc3225和超级电容依次从电源总线上摘除，在这期间pc机通过霍尔电流传感器监测总线上充电电流，当其小于某一阈值时，切断泵站处直流电源与总线的连接，此后，节点1,2……n中MSP430发控制信号给K2开关N沟道增强型mos管G级引脚高电平使开关的常开触点闭合，节点1,2……n依次连通V+，Vr，即形成两根细缆间并联多个智能节点。泵站中PC机、多个智能节点及移动终端管道探伤机器人通过两根细线缆形成通信链路，可以进行驿站式通信。

本实用新型一种驿站式通信智能节点，在管道内的细缆中每间隔一定距离嵌入智能节点，链路上的智能节点采用超级电容供电，超级电容通过细缆充电，管道内探伤机器人与智能节点间采用无线短距通信，智能节点间进行驿站式有线通信，整个系统功耗低。