一种石油管道内机器人的通讯方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种石油管道内机器人的通讯方法及具体跟踪监控定位应用。所述通讯方法包括：获取机器人的当前状态；当前状态为停止状态时，确定向外界发射间隔固定信号，用以完成定位机器人准确位置，在间隔发射信号不发射信号期间，这时管道外操作系统发射数据信号，管道内机器人对应接收，确定收到数据信号后。关闭间隔发射方式，开始发射数据返回信号，由此建立管道内外的通信数据联系方式。然后开始操作机器人工作，在完成工作任务后，打开间隔发射方式。当机器人移动状态时，自动向外界发射连续固定信号，建立对管道内机器人跟踪监控方式。通过改变通信方式状态，特别是对管道内外系统数据通信处理的方法，就是本发明专利技术的核心。

【技术实现步骤摘要】
一种石油管道内机器人的通讯方法及系统
本专利技术涉及通信领域，特别是涉及一种石油管道内机器人的通讯方法及系统。
技术介绍
机器人在石油管道内的运动的位置确定，需要在管道上面控制操作机器人，在管道在未挖开情况下，地面人员通过通讯装置和机器人无线通讯，以便操作控制机器人，完成检测和操作处理任务，以实现管道内机器人和地面通讯装置相互通信。目前传统石油、天然气管道采用铁材料，管道壁厚一般在10MM-20MM左右，管道直径一般在325MM-1219MM埋深在2米左右，由于铁材料管道和土壤对高频通讯信号有屏蔽作用，是不能通过使用传统的通讯方法进行通讯，因此，利用机器人完成石油管道检测和操作处理任务，必须建立管道内机器人和地面通讯装置相互通信。目前现有技术在建立石油管道内外通讯，并不能建立数据通讯，只能定位使用，传统通讯方式是采用一种具有固定频率的发射机和接收机，配套使用，具体是将发射机放在管道内，接收机在管道外，接收一个固定频率信号。发射固定频率信号的发射机采用了一种发射电磁信号，这个电磁信号发射方法不同于传统无线理论方法，采用了发射一个超低频率的电磁信号，电磁信号在周围生产磁场，可以穿透石油管道，在管道外的接收机就可以收到这个电磁信号。来确定管道内仪器位置。但是，这种方法不能传输具体数据，只能判断有没有信号，比如你可以听见一个人在喊叫，但是你不知道他在喊叫什么，这个定位接收机也是一样，不能具体确定发射信号的是什么数据，且由于电磁发射信号穿过管道后衰减太大，接收机只能收到极微小信号，不得不采用放大器将这个极微小信号放大到可以识别程度，但是放大到一定程度的同时就会引起干扰，这个干扰会影响信号接收成误判，所以需要利用滤波器将外面的干扰信号去掉，比如说50HZ的工频信号以及人体的信号等。即：接收到发射信号后也不能确定是数据“1”，还是数据“0”。随着科技的发展，一般会采用数字滤波器，(采用模拟滤波器效果差)，数字滤波器接收一个固定频率时，如果想完成清除干扰，就必须采用带通方式，接收一个和发射频率匹配的极窄的频率信号；当采用数字带通滤波器时，就会生产放大器信号的滞后现象，滞后现象就会将接收到的一个正弦波信号，变成多个正弦波信号，所以如果利用一个单片机分析时，不能分清除哪一个是原来信号，只能判断是否有无信号。其次，如果射发机发射一个固定的频率，发射信号为高电平“1”，不发射信号为低电平“0”，接收机在接收高电平后，再接收低电平时，会出现出现阻尼现象，而阻尼现象会影响一个低电平起始的判断；接收机接收低电平后再接收高电平会发生干扰现象。如果采用摩尔斯码方式发射是可以接收到信号数据的。但是数据的波特率太慢了，不能满足一个传感器采集到的数据传输需要。目前这种方法只能简单操作使用和作为管道监控通过点使用。接收机电路的频率响应速度是达不到的要求，因此，接收机电路是很难判断发射信号电平的高低，发射信号接收精度低。最后，机器人在移动过程中连续发射信号与外界进行通讯时，由于发射信号时，接收信号和发射信号电路相邻，这样就会出现放大器饱和现象，而放大器在饱和状态是不能接收信号的，机器人在移动时或者发射信号是不能接收数据信号的；若机器人在移动过程中采用间隔发射方式发射信号，由于机器人在管道里移动时，干扰非常大，可以有各种振动频率发生，接收数据困难，因此，机器人在移动过程中采用间隔发射方式发射信号，也只能可以接收一个通过信号标志，但是不能分辨出具体数据；如果采用同时发射两种频率的通讯方式，就需要制作两组线圈和两套发射接收电路，由于在管道内部空间比较小，制作有困难。但这种方法在管道内外接放大器接收信号足够大时，会出现互为饱和现象，显然也不是可行的方法。综上，现有技术中石油管道内的机器人与外界的通讯方法，只能够通过接收发射信号对管内机器人进行定位，而无法精确确定机器人所发射信号的电平。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石油管道内机器人的通讯方法及系统，已解决现有技术中无法精确确定机器人所发射信号的电平的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种石油管道内机器人的通讯方法，包括：获取石油管道内机器人的当前状态；所述当前状态包括停止状态以及移动状态；当所述当前状态为停止状态时，确定以间隔发射信号方式向外界发射间隔固定信号；根据所述间隔固定信号确定所述机器人的当前位置；根据所述当前位置确定接收线圈位置；当所述间隔发射信号方式不发射所述间隔固定信号时，在所述接收线圈位置处接收外界连续数据信号具有的不同频率信号；且发射所述间隔固定信号后延时打开接收线圈，接收所述连续数据信号时关闭发射供电电源；将所述连续数据信号转换成不同幅度信号的频率信号；根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平；所述电平包括高幅度电平和低幅度电平；所述高幅度电平为第一正弦波，由数据“1”表示，每3个第一正弦波代表数据“1”的一个比特位；所述低幅度电平为第二正弦波，由数据“0”表示，每2个第二正弦波代表数据“0”的一个比特位；当所述当前状态为移动状态时，确定以连续发射信号方式向外界发射连续固定信号。可选的，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取所述频率信号的正弦波信号；根据所述正弦波信号确定所述连续数据信号的电平。可选的，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取第一正弦波信号幅度以及第二正弦波信号幅度；所述连续数据信号包括第一正弦波信号以及第二正弦波信号，第一正弦波信号幅度为第一正弦波信号的幅度，第二正弦波信号幅度为第二正弦波信号的幅度；判断所述第一正弦波信号幅度是否大于所述第二正弦波信号幅度，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述第一正弦波信号幅度大于所述第二正弦波信号幅度，确定第一正弦波信号为高幅度电平，所述第二正弦波信号为低幅度电平。可选的，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：将所述正弦波信号转换为方波信号；获取所述方波信号的方波宽度；判断所述方波宽度是否大于方波宽度阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述方波宽度大于所述方波宽度阈值，确定所述连续数据信号的电平为低幅度电平；若所述第二判断结果表示为所述方波宽度不大于所述方波宽度阈值，确定所述所述连续数据信号的电平为高幅度电平。可选的，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取所述高幅度电平的频率、幅度以及个数；获取所述低幅度电平的频率、幅度以及个数；根据所述所述高幅度电平的频率、幅度、个数以及获取所述低幅度电平的频率、幅度、个数确定确定所述连续数据信号的电平。一种石油管道内机器人的通讯系统，包括：当前状态获取模块，用于获取石油管道内机器人的当前状态；所述当前状态包括停止状态以及移动状态；间隔固定信号发射模块，用于当所述当前状态为停止状态时，确定以间隔发射信号方式向外界发射间隔固定信号；当前位置确定模块，用于根据所述间隔固定信号确定所述机器人的当前位置；接收线圈位置确定模块，用于根据所述当前位置确定接收线圈位置；连续数据信号接收模块，用于当所述间隔发射信号方式不发射所述间隔固定信号时，在所述接收线圈位置处接收外界连续数据信号具有的不同频率信号；且发射所述间隔固定信号后延时打开接收线圈，接收所述连续数据信号时关闭发射供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油管道内机器人的通讯方法，其特征在于，包括：获取石油管道内机器人的当前状态；所述当前状态包括停止状态以及移动状态；当所述当前状态为停止状态时，确定以间隔发射信号方式向外界发射间隔固定信号；根据所述间隔固定信号确定所述机器人的当前位置；根据所述当前位置确定接收线圈位置；当所述间隔发射信号方式不发射所述间隔固定信号时，在所述接收线圈位置处接收外界连续数据信号具有的不同频率信号；且发射所述间隔固定信号后延时打开接收线圈，接收所述连续数据信号时关闭发射供电电源；将所述连续数据信号转换成不同幅度信号的频率信号；根据所述接收的频率信号确定所述连续数据信号的电平；所述电平包括高幅度电平和低幅度电平；所述高幅度电平为第一正弦波，由数据“1”表示，每3个第一正弦波代表数据“1”的一个比特位；所述低幅度电平为第二正弦波，由数据“0”表示，每2个第二正弦波代表数据“0”的一个比特位；当所述当前状态为移动状态时，确定以连续发射信号方式向外界发射连续固定信号。

【技术特征摘要】
1.一种石油管道内机器人的通讯方法，其特征在于，包括：获取石油管道内机器人的当前状态；所述当前状态包括停止状态以及移动状态；当所述当前状态为停止状态时，确定以间隔发射信号方式向外界发射间隔固定信号；根据所述间隔固定信号确定所述机器人的当前位置；根据所述当前位置确定接收线圈位置；当所述间隔发射信号方式不发射所述间隔固定信号时，在所述接收线圈位置处接收外界连续数据信号具有的不同频率信号；且发射所述间隔固定信号后延时打开接收线圈，接收所述连续数据信号时关闭发射供电电源；将所述连续数据信号转换成不同幅度信号的频率信号；根据所述接收的频率信号确定所述连续数据信号的电平；所述电平包括高幅度电平和低幅度电平；所述高幅度电平为第一正弦波，由数据“1”表示，每3个第一正弦波代表数据“1”的一个比特位；所述低幅度电平为第二正弦波，由数据“0”表示，每2个第二正弦波代表数据“0”的一个比特位；当所述当前状态为移动状态时，确定以连续发射信号方式向外界发射连续固定信号。2.根据权利要求1所述通讯方法，其特征在于，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取所述频率信号的正弦波信号；根据所述正弦波信号确定所述连续数据信号的电平。3.根据权利要求2所述通讯方法，其特征在于，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取第一正弦波信号幅度以及第二正弦波信号幅度；所述连续数据信号包括第一正弦波信号以及第二正弦波信号，第一正弦波信号幅度为第一正弦波信号的幅度，第二正弦波信号幅度为第二正弦波信号的幅度；判断所述第一正弦波信号幅度是否大于所述第二正弦波信号幅度，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述第一正弦波信号幅度大于所述第二正弦波信号幅度，确定第一正弦波信号为高幅度电平，所述第二正弦波信号为低幅度电平。4.根据权利要求3所述通讯方法，其特征在于，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：将所述正弦波信号转换为方波信号；获取所述方波信号的方波宽度；判断所述方波宽度是否大于方波宽度阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述方波宽度大于所述方波宽度阈值，确定所述连续数据信号的电平为低幅度电平；若所述第二判断结果表示为所述方波宽度不大于所述方波宽度阈值，确定所述所述连续数据信号的电平为高幅度电平。5.根据权利要求4所述通讯方法，其特征在于，所述根据所述频率信号确定所述连续数据信号的电平，具体包括：获取所述高幅度电平的频率、幅度以及个数；获取所述低幅度电平的频率、幅度以及个数；根据所述所述高幅度电平的频率、幅度、个数以及获取所述低幅度电平的频率、幅度、个数确定确定所述连续数据信号的电平。6.一种石油管道内机器人的通讯系统，其特征在于，包括：当前状态获取模块，用于获取石油管道内机器人的当前状态；所述当前状态包括停止状态以及移动状态；间隔固定信号发射模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛雷振，
申请(专利权)人：沈阳永业实业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21