一種雙頻率管線電子標識定位系統的製作方法

2023-10-06 02:58:04

本發明涉及管線定位技術領域，具體為一種雙頻率管線電子標識定位系統。

背景技術：

隨著經濟的高速發展以及城市建設步伐的加快，市政管網中的燃氣、供水、電力、供水等管網變得更加龐大和錯綜複雜。一個城市的綜合管線管理水平直接反映了城市發展水平及發展潛力。另一方面，因國家戰略需要，各大城市陸續開始架空線路落地工程實施，此項工程浩大，需要一個具有可持續性發展的信息化科學手段配合工程實施。

目前，地下管網在日常管理上，通常的巡檢很難做到切實到位；巡檢責任無法落實清晰；事故發生往往具有突發性，大面積停電及關鍵用戶用電搶修中，高層管理人員承擔著巨大工作壓力。地下管線的信息化管理刻不容緩。並且目前市場上的標識器大多基於125khz的單頻段rfid，識別距離短，工作不穩定容易受幹擾，沒有防碰撞功能，多個標識器放在一起時會互相干擾而導致識別失敗。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種雙頻率為125khz和6.8mhz，其中，125khz給rfid電子信標提供能量，6.8mhz傳輸數據，且智能化程度高，能夠在地下管道出現故障時立即定位，定位精準，且快速確定管道屬性，提高了檢修效率，減輕了工人尋找異常管道的時間，減輕了工作壓力的一種雙頻率管線電子標識定位系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種雙頻率管線電子標識定位系統,包括rfid數據信標器和多個rfid電子信標，多個rfid電子信標分別埋設於地面下方的地下管道上，多個rfid電子信標分別信號連接rfid數據信標器，所述rfid數據信標器自帶gps定位晶片、4g通信晶片和三維定位晶片；所述rfid數據信標器通過無線模塊連接gis伺服器，所述gis伺服器通過數據傳輸模塊連接調度中心，所述rfid數據信標器通過藍牙模塊連接工業平板電腦，所述工業平板電腦信號連接gis伺服器。

優選的，所述rfid數據信標器包括立柱、底座、顯示器、主控mcu、電源管理模塊、推挽式諧振電路、高增益數據解調模塊，所述立柱固定在底座上，所述顯示器安裝在手柄前端，所述手柄固定安裝在立柱頂端，所述顯示器上設有顯示屏，所述顯示屏下方設置功能按鈕，所述顯示屏上端設置狀態指示燈和電源指示燈，所述顯示器一側設置usb接口，另一側設置sim卡插槽，所述手柄底部設置電源充電口；所述底座下端安裝探測天線，包括125khz天線和6.8mhz天線，所述底座內設置發射線圈；

所述主控mcu分別連接顯示器、電源管理模塊、推挽式諧振電路、高增益數據解調模塊，所述推挽式諧振電路通過125khz天線連接rfid電子信標；所述高增益數據解調模塊通過6.8mhz天線連接rfid電子信標。

優選的，多個rfid電子信標包括第一rfid電子信標、第二rfid電子信標、第三rfid電子信標、第nrfid電子信標，n為大於3的整數，所述rfid電子信標採用釘型信標、球型信標或柱型信標。

優選的，多個rfid電子信標包括第一rfid電子信標、第二rfid電子信標、第三rfid電子信標、第nrfid電子信標，n為大於3的整數，所述rfid電子信標採用釘型信標、球型信標或柱型信標。

優選的，所述數據傳輸模塊包括第一光耦、第二光耦，所述第一光耦vf+端通過電阻d連接電源端，兩個n/c端和ve端均懸空，所述第一光耦的vf-端連接三極體b集電極，三極體b發射極接地，基極連接電阻b一端，電阻b另一端分別連接三極體a集電極和電阻c一端，電阻c另一端接地，三極體a發射極接地，基極通過電阻a連接信號輸入端，所述第一光耦的gnd端接地，第一光耦的vo端分別連接電容a一端、電容b一端以及第二光耦的vf-端，電容a另一端和電容b另一端均接地；所述第二光耦vf+端通過電阻e連接電源端，兩個n/c端和ve端均懸空，所述第二光耦的gnd端接地，所述第二光耦的vo端連接電阻f一端和信號輸出端，電阻f另一端連接電源端。

優選的，其使用方法包括以下步驟：

a、將多個rfid電子信標採用均勻埋設或分組埋設的方式埋設於地下管道上；或採用三角形埋設方式埋設於庭院管網中；

b、一旦某處的地下管道出現異常，rfid數據信標器接受到rfid電子信標傳輸的定位信號；rfid數據信標器立即確定該管道的屬性；

c、rfid數據信標器將採集的定位信號和管道屬性信息立即發送至gis伺服器，gis伺服器通過數據傳輸模塊發送至調度中心。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明結構原理簡單、智能化程度高，能夠在地下管道出現故障時立即定位，定位精準，且快速確定管道屬性，提高了檢修效率，減輕了工人尋找異常管道的時間，減輕了工作壓力。

(2)本發明採用rfid數據信標器適用於所有類型的管材，探測信標時無需安排管線停運，能夠直接讀出管線類型、行業、維護記錄等信息；而且其定位精準，不受周圍各種嚴酷環境影響，有效探測深度達到2.2米；採用的125khz天線穿透能量強，能穿透水，泥土等介質給標識器提供工作所需的能量；採用的6.8mhz天線同時具備穿透能力強和傳輸距離遠的特點。

(3)本發明採用的rfid電子信標為被動工作，無需電池，使用壽命長。

(4)本發明採用的數據傳輸模塊抗幹擾能力強，能夠實現遠距離信號傳輸，提高採集信號的傳遞效率，極大的降低了人力成本。

附圖說明

圖1為本發明的系統原理圖；

圖2為本發明rfid數據信標器結構示意圖；

圖3為本發明的rfid數據信標器控制電路結構圖；

圖4為本發明的數據傳輸模塊原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-4，本發明提供一種技術方案：一種雙頻率管線電子標識定位系統,包括rfid數據信標器1和多個rfid電子信標，多個rfid電子信標分別埋設於地面下方的地下管道上，多個rfid電子信標分別信號連接rfid數據信標器1，所述rfid數據信標器1自帶gps定位晶片、4g通信晶片和三維定位晶片；所述rfid數據信標器1通過無線模塊2連接gis伺服器3，無線模塊2採用4g模塊或wifi模塊；所述gis伺服器3通過數據傳輸模塊4連接調度中心5，所述rfid數據信標器1通過藍牙模塊6連接工業平板電腦7，所述工業平板電腦7信號連接gis伺服器3。

本發明中，rfid數據信標器1包括立柱8、底座9、顯示器10、主控mcu26、電源管理模塊27、推挽式諧振電路28、高增益數據解調模塊29，所述立柱8固定在底座9上，所述顯示器10安裝在手柄11前端，所述手柄11固定安裝在立柱8頂端，所述顯示器10上設有顯示屏12，所述顯示屏12下方設置功能按鈕13，所述顯示屏12上端設置狀態指示燈14和電源指示燈15，所述顯示器10一側設置usb接口16，另一側設置sim卡插槽17，所述手柄11底部設置電源充電口18；所述底座9下端安裝探測天線19，包括125khz天線30和6.8mhz天線31；所述底座9內設置發射線圈20；主控mcu26分別連接顯示器10、電源管理模塊27、推挽式諧振電路28、高增益數據解調模塊29，所述推挽式諧振電路28通過125khz天線30連接rfid電子信標；所述高增益數據解調模塊29通過6.8mhz天線31連接rfid電子信標。本發明採用的rfid數據信標器適用於所有類型的管材，探測信標時無需安排管線停運，能夠直接讀出管線類型、行業、維護記錄等信息；而且其定位精準，不受周圍各種嚴酷環境影響，有效探測深度達到2.2米；採用的125khz天線穿透能量強，能穿透水，泥土等介質給標識器提供工作所需的能量；採用的6.8mhz天線同時具備穿透能力強和傳輸距離遠的特點。

本發明中，多個rfid電子信標包括第一rfid電子信標21、第二rfid電子信標22、第三rfid電子信標23、第nrfid電子信標，n為大於3的整數，所述rfid電子信標採用釘型信標、球型信標或柱型信標。本發明採用的rfid電子信標為被動工作，無需電池，使用壽命長。

本發明中，數據傳輸模塊4包括第一光耦24、第二光耦25，所述第一光耦24vf+端通過電阻d4a連接電源端，兩個n/c端和ve端均懸空，所述第一光耦24的vf-端連接三極體b2c集電極，三極體b2c發射極接地，基極連接電阻b2a一端，電阻b2a另一端分別連接三極體a1c集電極和電阻c3a一端，電阻c3a另一端接地，三極體a1c發射極接地，基極通過電阻a1a連接信號輸入端，所述第一光耦24的gnd端接地，第一光耦24的vo端分別連接電容a1b一端、電容b2b一端以及第二光耦25的vf-端，電容a1b另一端和電容b2b另一端均接地；所述第二光耦25vf+端通過電阻e5a連接電源端，兩個n/c端和ve端均懸空，所述第二光耦25的gnd端接地，所述第二光耦25的vo端連接電阻f6a一端和信號輸出端，電阻f6a另一端連接電源端。本發明採用的數據傳輸模塊抗幹擾能力強，能夠實現遠距離信號傳輸，提高採集信號的傳遞效率，極大的降低了人力成本。

本發明的使用方法包括以下步驟：

a、將多個rfid電子信標採用均勻埋設或分組埋設的方式埋設於地下管道上；或採用三角形埋設方式埋設於庭院管網中；

b、一旦某處的地下管道出現異常，rfid數據信標器接受到rfid電子信標傳輸的定位信號；rfid數據信標器立即確定該管道的屬性；

c、rfid數據信標器將採集的定位信號和管道屬性信息立即發送至gis伺服器，gis伺服器通過數據傳輸模塊發送至調度中心。

本發明結構原理簡單、智能化程度高，能夠在地下管道出現故障時立即定位，定位精準，且快速確定管道屬性，提高了檢修效率，減輕了工人尋找異常管道的時間，減輕了工作壓力。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。