[发明专利]一种阴极保护数据远程无线监测管理系统

说明书

本发明公开一种阴极保护数据远程无线监测管理系统，其特征在于，输入选择单元控制电极信号的输入与断开，防雷单元隔离并吸收电极中可能夹杂的瞬态干扰信号，避免击穿后级电路；信号转换与滤波单元实现信号的交直流分离、电流转电压、低通滤波、数字化处理功能；通讯模块主要用于数据发送，GPS模块用于坐标定位和精确授时，异常检测单元用于震动和主电池是否丢失的检测，电源控制用于主电池供电的接通与断开。阴保数据的多样化采集，信号转换和处理流程；断电式深度休眠功能，及其实现原理；网络传输采用的通讯方法；振动检测功能及其实现原理，主电池检测功能及其实现原理；高精度授时功能；具有扩展端口。

技术领域

本发明涉及监测管理技术领域，特别涉及一种阴极保护数据远程无线监测管理系统。

背景技术

在管道的腐蚀事故中，由于阴极保护不到位，导致管道出现腐蚀泄露的情况非常多。一旦这些管道出现泄露，将造成严重的安全事故。目前国内外对于金属管线阴极保护监控技术方面的应用现状如下：国际上多数做得比较先进的公司采用阴极保护有线监控，将数据并入SCADA系统(数据采集与监视控制系统)。但是该系统依然存在以下问题：管道阴极保护的有关数据出现异常时无法提醒管理人员，也无法对野外、恶劣环境条件下被保护设施实现实时监控与管理；并且获得的管理数据仅是恒电位仪或站场设备的数据，一般缺少测试桩的数据，即不能反映管道全线的阴极保护状况。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种阴极保护数据远程无线监测管理系统，阴保数据的多样化采集，信号转换和处理流程；断电式深度休眠功能，及其实现原理；网络传输采用的通讯方法；振动检测功能及其实现原理，主电池检测功能及其实现原理；高精度授时功能；具有扩展端口。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种阴极保护数据远程无线监测管理系统，输入选择单元控制电极信号的输入与断开，防雷单元隔离并吸收电极中可能夹杂的瞬态干扰信号，避免击穿后级电路；信号转换与滤波单元实现信号的交直流分离、电流转电压、低通滤波、数字化处理功能；主控单元主要完成信号的采集、存储、数据发送、休眠控制、在线升级等功能；通讯模块主要用于数据发送，GPS模块用于坐标定位和精确授时，休眠与唤醒单元用于时间记录和定时启动功能，异常检测单元用于震动和主电池是否丢失的检测，电源控制用于主电池供电的接通与断开，同时提供电源电压变换，为各模块提供合适的工作电压，输入选择单元由多路并联的可控开关构成，开关的通断受主控单元控制，包含但不限于机械继电器、固态继电器、MOSFET、晶闸管等具有可控通断的器件；防雷单元由空气放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻、保险管的串并联构成，多路信号保护只需将此电路扩展为多路，管道作为等势参考端连接在所有电路的输入”-”端，被保护的输入信号连接在电路输入”+”端；

管道接采集终端GND网络，串接在管道和极化电极间的采样电阻Rs将电流信号转换为电压信号，再经过运放U1放大后分两路，一路由隔直电容C进入整流滤波通道获得交流分量，另一路直接耦合进入滤波通道获取直流分量，同时自然电位和参比电位也经过滤波通道后获得对应的电位信号，最后经过多路ADC量化为数字信号供主控单元采集，流过Rs的电流即为直流和交流杂散电流，参比与管道间的电压为通电电位，与自然间的电压为自腐蚀电位，再通过IR法可计算出断电电位；

主控单元主要实现测量过程的时序控制，被唤醒后首先读取启动类型，采样本机阴保数据，再获取外挂设备数据；接着判断启动类型是否为异常启动，若为异常，则加入异常标记；若为正常，判断发送时刻是否到达，若到达则获取经纬度坐标及当前时间，并发送数据至服务器并接收回传的参数；根据回传参数判断是否需要更新主控单元固件，若需要则获取固件数据并采用在线编程技术更新固件；若发送时刻未到达，则保存数据；根据休眠间隔、当前时间、同步采样时间点计算出下一次唤醒的时间点，并配置休眠唤醒单元，断开电源控制与变换单元的开关进入休眠；再次等待唤醒；主控单元硬件组成包含但不限于单片机、PLD、PLC等可再编程器件；异常检测单元包含振动检测与主电池丢失检测，并分别输出使能信号。