一种清管器跟踪定位仪及其防止信息误报的方法与流程

本发明涉及一种检测装置及其工作方法，特别是涉及一种检测地下管道清理进度的跟踪定位仪装置及其防止信息误报的方法，产品名称是清管器无人跟踪仪。

背景技术：

目前，国内外的清管定位跟踪系统都是利用清管器携带的无线发射机作为信号源，在需要监测的管线上方放置无线跟踪定位仪，当地下的清管器通过该监测点时，跟踪定位仪接收到发射机的信号时，就会产生声光报警信号和波形闪动及指针表摆动，提示清管器已经通过该监测点。

现阶段的跟踪定位仪产品，如中国专利zl93247595.7号公开的“管道清扫定位仪”、cn202018515u公开的“一种新型管道清管器跟踪定位仪”产品，其原理都是采用低频22或者23.5hz的无线信号源，此信号的频率特低，波长特长，但其优点是能够穿透金属管壁和管壁上方的土壤层；清管器携带信号源在管线内行走，跟踪定位仪在地面进行信号的监测。依靠这种原理工作的产品其缺点是信号的频率低，目前暂时无法进行加密和载波，且地面很多干扰信号的频率与之相近，受干扰信号的影响，这种产品会经常出现误报的现象。

另外，现阶段的产品都是现场值守型的，需要操作人员现场查看监测仪器，因而增加了操作人员的现场工作量，特别是恶劣的野外现场环境，更是增加了操作人员的工作难度。

所以，怎样把跟踪定位仪收到的发射机信号和地面的干扰信号准确地区分开来，降低跟踪定位仪的误报率，实现跟踪定位仪的无人值守功能，是提高跟踪定位仪产品性能的技术难点，也是关键点之一。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无人值守的且无误报现象的清管器跟踪定位仪产品，以减轻操作人员的劳动强度和准确监视清管器的工作情况。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种清管器跟踪定位仪，由天线和壳体及安装在壳体内的信号预处理电路和微处理器电路以及安装在壳体面板上的显示屏、按键及指示灯等组成，其特征在于，信号预处理电路中包含有一个信号分离电路，将天线接收到的信号分成两路，其中的一路信号经过一个低通滤波器后检出干扰信号并进行显示，另一路信号经过另一个低通滤波器后再经过一个精密滤波器，将信号传送给逻辑编码器，逻辑编码器将处理过的信号传送给微处理器电路，微处理器对信号进行二次确认后，一路送给显示器进行显示，另一路经sim卡(手机sim卡)电路传送给无线通信基站，无线通信基站再传送给绑定的操作人员手机，操作人员可以通过绑定的手机看到跟踪定位仪发送的信息情况。

所述的第一个低通滤波器的截止频率为21hz,第二个低通滤波器的截止频率为24hz。

所述的检出干扰信号是由带通滤波器完成的，带通滤波器是由lm224及外围元件构成，能对23.5±3hz的信号进行放大选频，对其它信号没有放大或者起到衰减作用。

所述的精密滤波器由max7401集成ic及外围元件构成的，可以检出22～24hz的频率信号。

所述的sim卡可以是中国移动、联通或电信的任意一种手机卡。

所述的绑定手机可以是一部，也可以是两部或两部以上，最多可以绑定九部。

所述的天线的数量是两组，一组是接收天线，用于接收清管器发射机发射的无线信号；另一组是发射天线，用于向绑定的手机发送工作短信。

一种清管器跟踪定位仪的防止信息误报的方法，其特征在于，微处理器对信号进行的二次确认，采用的是软件编程判断的方法，具体的判断方法是：以t1代表第一路信号的声光报警时间，t2代表第二路信号的声光报警时间，当t1大于一个设定的时间时认为是发射机的信号，以此次声光报警的起始时间做为0点，以此0点再往前返的时间段t5，看t5的累计声光报警时间l1+l2＝t8是否达到规定的数值；以0点再往后监测时间段t7,看在t7的时间内l3+l4＝t8是否满足t8要求的数值，以上三个条件都满足才能认为此信号是发射机的真信号，通过这种逻辑分析的方式，进一步的把假信号除掉。

所述的t1大于一个设定的时间，其值是单个声光报警的时间值；t5的累计声光报警时间，l1+l2＝t8是否达到规定的t5要求的数值，其值是人为设定，通常在500-1500ms；在t7的时间内l3+l4＝t8是否满足t8要求的数值，其值是人为设定，通常在500-1500ms。

所述的t1,t2.t3.t4.t5.t6.t7.t8的参数数值可以用手机短信进行设定控制，根据现场的实际情况随时控制报警的灵敏度，进而使逻辑筛选更适合于现场，提高准确度，降低误报率。

所述的手机绑定操作是以操作人员的手机号与跟踪定位仪内部的sim卡手机号之间的短信方式联系的，用待绑定的手机编辑短信：“123456a138xxxxxxx”发送到仪器内部的sim卡手机号上，稍后会接到回复的短信：“一号绑定成功，如需解绑回复65432a”；绑定第二部手机是发短信：“123456b138xxxxxxx”发送到仪器内部的sim卡手机号上，稍后会接到回复的短信：“二号绑定成功，如需解绑回复65432b”；以此类推共能绑定9部手机。

所述的操作人员查看跟踪定位仪的信息情况也是以手机短信的方式查看的，每次查看前要用手机发送短信设定跟踪定位仪的监测位置，需要向仪器内的sim卡手机卡号发短信：“绑定位置1号阀室”稍后会收到:“清管器跟踪定位仪等待监测，监测地点1号阀室”，将软硬件都设置好后，将仪器的接收天线平行放置在管线的正上方，转换开关打到监测位置，根据管线的壁厚和埋深选择增益的大小，等待监测即可，清管器通过时会收到短信：“清管器通过xxx监测点”，然后仪器自动进入低功耗休眠状态，再有清管器通过也不会发短信，开一次机只发一次清管器通过的短信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.由于本发明在跟踪定位仪的内部增加了一个具有无线通信功能的手机sim卡模块电路，因此，跟踪定位仪可以和手机移动通信网络进行联网通信。跟踪定位仪可以自动的将工作信息以短信的方式发送给操作人员，使操作人员可以通过远程监控的方式，查看跟踪定位仪的工作情况，实现了跟踪定位仪的无人值守功能，这对减轻监测人员的现场工作量，减轻恶劣的现场环境对人的影响有着重要的意义。

2.由于本发明的跟踪定位仪采用了对接收到的所有信号进行周期性检测的判断方法，从而剔除了那些干扰信号而筛选出了有用的信号，因而彻底删除了误报现象，实现了百分之百的准确报告信息的工作方式。

附图说明

图1是本发明跟踪定位仪的结构组成示意图。

图2是跟踪定位仪的精密滤波器的电路原理图。

图3是防止信息误报方法的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的清管器跟踪定位仪及其防止信息误报方法的具体结构及详细步骤作进一步的详细说明。

如图1所示，是本发明的跟踪定位仪的结构组成示意图。

本发明的清管器跟踪定位仪的工作原理是，清管器无人跟踪定位仪是监测清管器上携带的无线发射机发射的23.5hz的低频无线电信号，当清管器无人跟踪定位仪的一个磁感探头拾取发射机的信号。清管器无人跟踪定位仪对此信号进行放大滤波筛选后，分出干扰信号和正常接收的发射机信号，再利用计算机进行逻辑筛选确认，把最终确认的准确信号存储并显示出来，同时把此信号利用cdma/gsm网络以短信的形式发送到操作人员的手机上，以手机短信的形式显示出清管器的通过时间和地点。

本发明的具体结构是这样的，该清管器跟踪定位仪由天线和壳体及安装在壳体内的信号预处理电路和微处理器电路以及安装在壳体面板上的显示屏、按键及指示灯等组成，信号预处理电路中包含有一个信号分离电路，将天线接收到的信号分成两路，其中的一路信号经过一个低通滤波器后检出干扰信号并进行显示，另一路信号经过另一个低通滤波器后再经过一个精密滤波器，将信号传送给逻辑编码器，逻辑编码器将处理过的信号传送给微处理器电路，微处理器对信号进行二次确认后，一路送给显示器进行显示，另一路经sim卡(手机sim卡)电路传送给无线通信基站，无线通信基站再传送给绑定的操作人员手机，操作人员可以通过绑定的手机看到跟踪定位仪发送的信息情况。

所述的第一个低通滤波器的截止频率为21hz,第二个低通滤波器的截止频率为24hz。而干扰信号的检出是由带通滤波器完成的，带通滤波器是由lm224及外围元件构成，能对23.5±3hz的信号进行放大选频，对其它信号没有放大或者起到衰减作用。图2是跟踪定位仪的精密滤波器的电路原理图。该精密滤波器是由max7401集成ic及外围元件构成的，可以检出22～24hz的频率信号。

所述的sim卡可以是中国移动、联通或电信的任意一种手机卡。而绑定的手机可以是一部，也可以是两部或两部以上，最多可以绑定九部。

所述的天线的数量是两组，一组是接收天线，用于接收清管器发射机发射的无线信号；另一组是发射天线，用于向绑定的手机发送工作短信。

跟踪定位仪对于22.5-24.5hz的低频干扰信号，由于其与发射机发射的23.5hz信号十分接近，在硬件上是无法完全区分的。需要用软件编程的方法对23.5±1hz的信号进行再次筛选。目前国内外的产品主要采用了以下两种方式，方式一，原理是对接收到的信号进行单片机筛选，判断正弦波的数量，如果满足条件就报警，不满足就认为干扰信号，此种方法的缺点是清管器携带发射机在管线里快速行走，接收机在地面只是瞬时接收，通常在1-5秒内，瞬间拾取的波形数量少，没等判断完成发射机的信号就没了；方式二，通过学习记忆的方式先把发射机的信号存储起来，然后通过将接收到的信号与存储起来的信号进行对比，如果一样就报警，如果不一样就认为是干扰信号。实践证明，此种方式的仪器只有清管器速度较慢时才能拾取到信号并进行辨别，速度快时根本无法判别。本发明通过实践摸索出了一种用软件编程的方法来降低信息误报的方法，其具体说明如下：

一种清管器跟踪定位仪及其防止信息误报的方法，微处理器对信号进行的二次确认，采用的是软件编程判断的方法，具体的判断方法是：以t1代表第一路信号的声光报警时间，t2代表第二路信号的声光报警时间，当t1大于一个设定的时间时认为是发射机的信号，以此次声光报警的起始时间做为0点，以此0点再往前返的时间段t5，看t5的累计声光报警时间l1+l2＝t8是否达到规定的数值；以0点再往后监测时间段t7,看在t7的时间内l3+l4＝t8是否满足t8要求的数值，以上三个条件都满足才能认为此信号是发射机的真信号，通过这种逻辑分析的方式，进一步的把假信号除掉。

所述的t1大于一个设定的时间，其值是单个声光报警的时间值；t5的累计声光报警时间，l1+l2＝t8是否达到规定的t5要求的数值，其值是人为设定，通常在500-1500ms；在t7的时间内l3+l4＝t8是否满足t8要求的数值，其值是人为设定，通常在500-1500ms。

所述的t1,t2.t3.t4.t5.t6.t7.t8的参数数值可以用手机短信进行设定控制，根据现场的实际情况随时控制报警的灵敏度，进而使逻辑筛选更适合于现场，提高准确度，降低误报率。

所述的手机绑定操作是以操作人员的手机号与跟踪定位仪内部的sim卡手机号之间的短信方式联系的，用待绑定的手机编辑短信：“123456a138xxxxxxx”发送到仪器内部的sim卡手机号上，稍后会接到回复的短信：“一号绑定成功，如需解绑回复65432a”；绑定第二部手机是发短信：“123456b138xxxxxxx”发送到仪器内部的sim卡手机号上，稍后会接到回复的短信：“二号绑定成功，如需解绑回复65432b”；以此类推共能绑定9部手机。

所述的操作人员查看跟踪定位仪的信息情况也是以手机短信的方式查看的，每次查看前要用手机发送短信设定跟踪定位仪的监测位置，需要向仪器内的sim卡手机卡号发短信：“绑定位置1号阀室”稍后会收到:“清管器跟踪定位仪等待监测，监测地点1号阀室”，将软硬件都设置好后，将仪器的天线平行放置在管线的正上方，转换开关打到监测位置，根据管线的壁厚和埋深选择增益的大小，等待监测即可，清管器通过时会收到短信：“清管器通过xxx监测点”，然后仪器自动进入低功耗休眠状态，再有清管器通过也不会发短信，开一次机只发一次清管器通过的短信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.由于本发明在跟踪定位仪的内部增加了一个具有无线通信功能的手机sim卡模块电路，因此，跟踪定位仪可以和手机移动通信网络进行联网通信。跟踪定位仪可以自动的将工作信息以短信的方式发送给操作人员，使操作人员可以通过远程监控的方式，查看跟踪定位仪的工作情况，实现了跟踪定位仪的无人值守功能，这对减轻监测人员的现场工作量，减轻恶劣的现场环境对人的影响有着重要的意义。

2.由于本发明的跟踪定位仪采用了对接收到的所有信号进行周期性检测的判断方法，从而剔除了那些干扰信号而筛选出了有用的信号，因而彻底删除了误报现象，实现了百分之百的准确报告信息的工作方式。