CN101443668A - 长线路监控与定位系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够监控密封线路并协助定位该密封线路的系统、方法和节点。该系统包括管理系统、发射机、第一节点和第二节点。发射机被配置用于与管理系统进行通信，其中该发射机发送能识别命令和至少一个节点的交流电源信号来协助执行此命令。第一节点被配置用于接收和消耗此交流电源信号，并且根据该命令产生输出信号并向第一导线段提供此输出信号。第二节点被配置用于接收来自导线段的交流电源信号，并且根据该命令自己准备接收来自第一节点的输出信号。

Description

长线路监控与定位系统
技术领域
本发明涉及一种线路管理系统，更具体地涉及一种可以监控和协助定位密封线路的密封线路管理系统。
背景技术
设施线路常常被埋在地下或密封在墙体内，因此不容易接近或被识别到。经常需要对这些密封的设施线路进行监控，以确定线路是否已损坏。而且，也经常需要定位这些密封的设施线路以便于维修和更换它们。当进行地面挖掘施工时，知道设施线路的位置也是很重要的，这样可以避免损伤到它们。隐蔽的设施线路的例子包括汽油、污水或生活用水管道以及电话、电视、光纤或电力缆线。
地下管线和电缆定位器(有时称为线路定位器)已经出现许多年了，并且在许多授权的专利和其他出版物中进行了说明。典型的线路定位器系统包括一个或更多个发射机，它们连接到一个用于探测地下管线或电缆位置的电缆导线(如护套(sheath))上。如果在任何情况下如挖掘施工中，这些电缆导线受到损坏，导线就无法向试图电缆定位的现场技术人员提供最优信号。
电缆导线状况可以通过测量电缆导线对地面的电阻来进行监控。传统方法是：维护技术人员通过使用便携式地面Megger仪器来手动测量电缆线路上测试点电缆导线的电阻来测量这些状况。这种手动测量手段是耗时且费力的。
曾尝试过提供一种不需要手动测量电缆导线电阻的系统。然而，由于发射机为监控导线运行状况而通过导线向系统节点提供大约-48伏直流电，这些系统存在着明显的问题。通过导线提供直流电会使护套老化，将腐蚀护套并随着时间的推移会产生接地故障。并且，如果在接地条件经常不好的地方安装，这些节点需要严格的独立信号和电源接地，在操作过程中会产生信号传递问题。因此，需要一种更好的系统来有效地监控电缆导线。
发明内容
根据本发明的一些实施例，给出了一种监控和测试地下密封导线的系统。该系统的实施例可包括管理系统、发射机、第一节点和第二节点。发射机被配置用于和管理系统进行通信，其中发射机发射用于对命令和至少一个节点进行识别的交流电源信号来协助执行该命令。第一节点被配置用于接收和消耗此交流电源信号，并且通过向第一导线段提供输出信号来根据该命令产生该输出信号。第二节点被配置用于接收来自该导线段的交流电源信号，并且根据该命令自己准备接收来自第一节点的输出信号。
根据本发明的一些实施例的方法包括：在节点接收由发射机产生的交流电源信号，其中交流电源信号包括命令和至少一个识别节点地址；确定节点地址是否与识别节点地址匹配；并且基于该确定来参与命令。
根据一些实施例的节点可包括：至少一个开关；以及一个处理器，它被配置用于接收包括命令和至少一个识别节点地址的交流电源信号，来确定节点地址是否与识别节点匹配；基于该确定来重新配置该至少一个开关，并参与执行命令。在一些实施例中，节点可包括存储器，它被配置用于向处理器提供下游节点地址，使得处理器可确定此下游节点地址是否与识别节点匹配。在一些实施例中，该节点可包括信号发生器。在一些实施例中，该信号发生器可被配置用于产生提供给导线护套段的线路定位信号，其中当线路定位信号穿过此导线段时，此导线段产生电磁场。在一些实施例中，该节点可以包括传感器，它可探测该节点的湿气并将湿气数据提供给处理器，处理器可将此湿气数据合并到运行状况数据中。在一些实施例中，该节点可以包括传感器，它可检测该节点的温度并将温度数据提供给处理器，处理器可将此温度数据合并到运行状况数据中。
上述实施例及其他可参照以下附图在下面作进一步阐述。
附图说明
图1示出了根据本发明的一些实施例的线路监控系统的框图。
图2A-B示出了发射机及其相关节点和子节点之间通信的示例曲线图。
图3示出了根据本发明的一些实施例的示例节点内部配置的框图。
图4A-B示出了电缆网络的例子。
图5A-B示出了根据本发明的一些实施例确定节点在收到交流电源信号后状态的示例流程图。
在图中，相同名称的组件具有相同或相似的功能。
具体实施方式
对于根据本发明实现的示例实施例，将给出具体的参考，这些实施例的示例在附图中加以阐述。
根据本发明，图1示出了线路监控系统实施例的框图。线路监控系统100可以是监控或定位密封的线路的任何类型的系统。例如，系统100可以包括：管理系统102；一个或更多个发射机/接收机110、112、114；一个或更多个节点120、122；以及一个或更多个护套段130-134。
管理系统(“MS”)102是为操作者提供用户界面的硬件及/或软件组件。例如，MS 102可能是Metrotech管理系统(Metrotech ManagementSystem)。MS 102使得操作者可监控线路监控系统100的运行状况，并且也可协助现场技术人员定位密封线路。例如，MS 102可通过向发射机110发送信号来确定线路监控系统100的运行状况，它向一个或更多个节点120、122发送交流电源信号来进行测量比如电缆护套对地面的电阻。在一些实施例中，MS 102可以使用无线方式与发射机110进行通信。结果是，至少有一个节点可向为MS 102提供测量数据的发射机110提供测量数据。一旦由操作者进行程序控制，这个过程可以自动地和定时性地完成。MS 102可以通过绝缘电阻、交流电流和相位时间上的变化，对电缆切断和护套故障状态发出告警。尽管贯穿本说明书使用了护套，但并不局限于是护套，而是可以扩展到包括任何导线。此外，MS 102可以产生告警以确定在节点上是否存在湿气或温度变化。而且，MS 102为操作者提供用户界面，来显示活动定位部分、活动历史和网络的监控状态。并且，MS 102可包括本地或远程数据存储设备，为存档和历史趋势分析而存储测量数据。
一个或更多个发射机/接收机(“发射机”)110、112、114是通过护套130-132实现与MS 102和一个或更多个节点120、122进行通信的硬件和/或软件、组件。例如，发射机110、112、114可以是MetrotechOrcai6000发射机。在一些实施例中，发射机可以被分离为发射机和接收机组件。发射机110、112、114可以包括用于存储其覆盖范围内可寻址节点列表的数据存储设备。在一些实施例中，发射机110、112、114可以作为节点。
通常情况下，发射机可以连接到任意数量的节点上。在一些实施例中，发射机110、112、114可以连接到8组节点和子节点，其中每个组可包括16个节点以及每个基节点多达8个子节点。对于每个节点和子节点组，发射机110、112或114可以有功率放大器输出模块以向每个节点和子节点提供足够的交流电源信号。从MS 102接收到指令后，发射机110可以产生交流电源信号，通过网络的一个或更多个护套传输到指定的节点。交流电源信号的频率可以为比如在400和1000Hz之间的任意频率。此交流电源信号可使用二进制格式，尤其是识别消息、信号节点地址、目标节点地址、命令、数据、循环冗余检查等等的二进制格式。交流电源信号数据分组的总长度可以为比如在8到256字节之间的任意长度。因此，以4bps波特率传输，从发射机到节点的总传输时间可以在16秒到512秒范围内。取决于监控系统中节点的数量，传输时间可以成倍增加。
假设下例中来自发射机110、112或114请求对网络上16个节点进行绝缘电阻更新测量(2字节)的全局消息为1分钟测量时间。对于一个典型的请求对网络上16个节点进行绝缘电阻更新测量(2字节)的全局消息，该消息是全局的并沿线路向下传递到最后一个节点(需要16跳)。因此，完成测量的每个节点直接由远端点发射机来提供动力。在每个节点完成测量时，结果被传回到上游节点并且护套的区段被提升。例如，假设以4-bps波特率传输，此全局消息的总时间可能需耗时大约34分钟。除绝缘电阻之外，如果返回的应答消息也包括地面电阻、湿度、温度、相位和电流大小(对于每个节点额外的10字节[20秒]，每个2字节)，那么此全局消息的总循环时间将大约是79分钟。
在标题为“数字检测金属管道和电缆电磁场信号强度和信号方向的方法和仪器”的美国专利申请号10/622,376(现在为美国专利号7,062,414)中给出了一种示例发射机，，它在这里通过引用被列入进来。图2A示出了一个图表，表示了通过用一个4-QAM信号星座(00：π/4，01：-π/4，10：-3π/4，11：3π/4)提高示例发射机DPLL中ARM滤波器的带宽，可以达到等同于每秒4比特的2个符号/每秒波特率。如果示例发射机的FSK调制频率从30.6875Hz提高到81.8333Hz，理论上可以达到4个符号/每秒的波特率，它等同于每秒8比特，如图2B中所示。参考图1，节点120、122是接收来自发射机110交流电源信号的硬件和/或软件组件。通常地，节点可以被安装在检修孔或客户端中的接合处或端点。每个节点有一个与其相关联的唯一地址。如果此交流电源信号的节点地址匹配上了该节点地址，节点120可以按交流电源信号中提供的命令来执行；否则节点120可将此交流电源信号传递到下一个节点或发射机来处理。无论该节点地址是否被此交流电源信号识别，节点120将认可此信号的接收。交流电源信号中的命令可以尤其包括线路定位命令、线路监控命令或者对节点运行状况数据的请求。而且，节点在返回交流电源信号中提供附加信息给发射机110，发射机向MS 102提供信息以协助MS 102监控线路监控系统100。例如，此信息可以包括绝缘电阻、地面电阻、节点内的湿度水平、节点的温度、交流电流相位以及交流电流大小。在一些实施例中，此信息可以在确认消息中提供。
护套段130-134是根据其在节点间的位置而独立出来的护套。例如，护套段可以包括一个或更多个由护套封装的光纤。护套绝缘电阻值一般地在2千欧至2兆欧之间。如上所述，尽管贯穿本说明书使用了术语“护套”和“护套段”，但这些术语并不局限于此，而是任何导线或导线段都可以使用。
图3示出了示例节点300内部配置的框图。节点300与图1中描述的节点120、122类似。而且，护套段320、330、340与图1中描述的护套段130-134类似，并且每个护套段可以包括浪涌保护器和线路滤波器322、342。节点300可包括继电器开关SW1-6、交流-直流(AC-DC)线路电源单元302、电容器组304、处理器306、存储器内存308、一个或更多个传感器310以及校准电阻器R1、R2。此实施例旨在示意从西侧护套320到东侧护套340之间的通信。对于从东侧护套340到西侧护套320或者一个支路护套之间的通信，附带的组件如另一个交流-直流(AC-DC)线路电源单元和电容器组可能是需要的。而且，此节点300本身仅作为示例使用而并不局限于本配置。
交流-直流(AC-DC)线路电源单元302是这样的组件，当针对处理器306请求电容器组304存储能量并提供电力时，它来校正交流电源并向下传输直流电源。取决于交流电源信号是否命令节点300去执行线路监控功能或线路定位功能，电源单元302将提供适当的电流信号。如果在线路监控功能执行期间节点300作为信号节点，电源单元302可通过节点向下游目标节点提供经由东侧护套340的直流电流。如果在线路监控功能执行期间节点300作为目标节点，它可以经由西侧护套320向发射机返回关于上游护套运行状况数据的交流电源信号。
如果在线路定位功能执行期间节点300作为信号节点，电源单元302可以提供经由护套并到达下游节点的某一频率下的交流电源信号。应用于导线上的交流信号频率可被参考为活动定位频率。通过使用交流电源信号，护套产生可以被人工线路定位器检测到的电磁场。为进一步协助线路定位器来定位护套，产生的电磁场可进行相位校正(例如相位参考被校正到0，以补偿信号从发射点沿线路向下传递过程累积形成的任何相位偏差)。根据美国专利申请号11/100,696中探讨的每一种方法，允许线路定位器来进一步无相位偏差地查明一个具体地下线路。例如，经过相位校正的信号在适当的线路定位接收机中可被识别为一个信号选择调制信号，例如Metrotech i5000线路定位器。在一些实施例中，此电磁场可进一步地在下列专利申请中得到描述：专利申请号10/622,376(现在的美国专利号7,062,414)，标题为“数字检测金属管道和电缆电磁场信号强度和信号方向的方法和仪器”；专利申请号10/842,239(现在的美国专利号7,057,383)，标题为“针对金属管道和电缆定位器中Bleedover解耦干扰的方法”；专利申请号11/100,696，标题为“在信号失真情况下埋藏金属管道和电缆的精确定位”；以及专利申请号10/997,124(现在美国专利号7,113,124)，标题为“管道和电缆定位系统中基于模型检测的传感器融合”，其中上述专利文献的每一个都在这里完全包括进来。
在一些实施例中，通过利用信号选择，电源单元302提供一个经由下游护套传输的零相位信号。任何任意参考相位可通过发射机和接收机之间的约定而被选择，以促使线路定位器来协助将此电缆线路与其他电缆线路区分开来。该信号选择调制方法集中在狭窄的频率波段上进行电源传输。它进一步地利用从FSK/PSK调制格式获取到的简单的4-QAM比特星座来进行数据通信，并允许在监控仍在进行时实施基态能级线路定位操作。通信可以是半双工(某一时刻一个方向)，以提供灵活的异步定时规格，其中不需要一个独立串行时钟。通过使用以标称交流电频率4-bps波特率的低传输速率如400-1000Hz进行传输，此通信方式也可促使进行长距离、可靠的通信。
处理器306接收交流电源信号并对此信号进行相应的处理。在一些实施例中，处理器306是数字信号处理器。当处理器是数字信号处理器时，节点可以包括可以接收来自发射机通信的模拟信号-数字信号转换器、可将信号传输给电源放大器(没有示出)的数字信号-模拟信号转换器。例如，传输的数据可以包括任何数据，比如确认数据或运行状况数据。处理器306与内存314、一个或更多个传感器316以及继电器开关SW1-6进行通信。处理器的功能可在图5A-B中进一步地加以描述。
存储器308是为节点300存储数据的数据存储设备。存储器308可以存储关于下游节点地址的数据。例如，当处理器306接收到交流电源信号，它将指定此信号和目标节点，处理器306有能力确定它是否为到达下游节点的路径(pathway)或者是位于此路径上的非活动节点。通过访问存储器308中的下游节点数据，处理器306可以确定其是否应该是路径节点或者是非活动节点。如果存储器中至少一个指定节点和下游节点数据之间存在匹配，节点300就可以将自己配置成为路径节点，否则它可以是非活动节点。
传感器310有能力来获取节点300的相关数据并向处理器提供此相关数据，以向发射机报告此相关数据。例如，此相关数据可以包括由节点300获取的温度和湿气数据。
继电器开关SW1-6被用来根据节点角色配置至少四种状态。在接收到来自发射机的交流电源信号后，处理器306可以通过调整开关设置来重新配置自身状态。这些状态可包括路径、信号、目标及非活动。下表描述了根据节点状态的开关配置：
表1 节点开关设置
 
节点状态 SW1 SW2 SW3 SW4＊ SW5 SW6
路径 关 关 开 开 开 开
信号 开 关 关 开 关 开
目标 关 开 关 开 关 开
非活动 开 开 开 开 开 开
*假设从西到东进行传输
*在本分析中忽略支路上的护套
作为路径节点，节点300可以从输入端到输出端直接进行交流电源信号传输。作为信号节点，当从上游发射机获得电源时，通过输出经由下游护套的信号，节点300可作为本地发射机。如果在线路定位命令执行期间作为目标节点，节点300将反向来自上游信号节点的电流和交流电源。如果在线路监控模式中作为目标节点，节点300可直接消耗来自发射机的交流电源。如果节点300是非活动的，那么就没有电流输入或输出，因为对于任何活动定位器或监控器此节点是不在传输路径上的。
图4A-B示出了示例电缆网络。在图4A中，此示例电缆网络是包括MS 102、发射机200、202、204以及几个具有地址的节点(如节点5.3.0或节点4.0.0)的远程电缆网络。在这个具体实施例中，尽管此网络是根据线路监控事件进行描述的，但此网络并不仅仅局限于监控线路的运行状况，还可以完成其他事件比如协助线路定位。例如，MS 102可以向发射机200发出请求发射机200来协助确定节点2.0.0和3.0.0间电缆护套绝缘电阻的信号。为协助监控，发射机200产生交流电源信号。在产生交流电源信号后，发射机200将此信号沿整个电缆网络进行传输。每个节点直到其接收到此交流电源信号并确定其状态时才是激活的。状态可以包括节点保持非活动状态或转变其状态为路径节点、信号节点或目标节点。例如，交流电源信号可以在消息中指定节点2.0.0作为信号节点并指定节点3.0.0作为目标节点。在一些实施例中，当消息检测到下游节点是目标节点时，它可以仅识别目标节点，其中相邻上游节点被编程为信号节点。在一些实施例中，当消息检测到上游节点是信号节点时，它可以仅识别信号节点，其中下游节点被编程为目标节点。尽管通常情况下节点之间的距离为1至6公里，但此距离可以是任意长度。
在产生交流电源信号后，发射机200将此信号传输到节点1.0.0。节点1.0.0确定它是否为指定的目标节点。在这个具体例子中，节点1.0.0确定在此交流电源信号中的具体地址与其节点地址不相匹配。节点1.0.0进一步地确定是否其下游节点可匹配此消息中提供的节点地址。在这种情况下，节点2.0.0和3.0.0是下游节点，节点1.0.0将自己配置为路径节点并向发射机发送一个表示它将作为路径节点的确认消息。作为路径节点，节点1.0.0将此交流电源信号传输给节点2.0.0。
在接收到交流电源信号后，节点2.0.0确定在此交流电源信号消息中提供的信号节点与其地址相匹配，以及该命令将请求线路监控事件。节点2.0.0开始消耗此交流电源信号并通过向发射机200返回确认消息来确认此信号。节点2.0.0消耗来自发射机200的交流电源信号来产生将在下游护套中传输的信号。因为这是线路监控事件，节点2.0.0将此交流电源信号转换为在下游护套中传输的直流电压。通过在下游护套中传输直流电压，目标节点可以确定节点2.0.0和3.0.0之间电缆护套的绝缘电阻。
节点3.0.0接收来自发射机并经由节点1.0.0和2.0.0的交流电源信号。在接收此交流电源信号后，节点3.0.0在其自身地址匹配上了此交流电源信号消息中的目标节点地址后，确定它是目标节点。一旦它识别出自己是目标节点，节点3.0.0向发射机返回确认消息，将自己接地并将自身从它与节点4.0.0之间的护套中断开。在一些位置点当3.0.0的下游护套断开后，节点2.0.0在一段时间内(如1分钟)使用直流电压(如100VDC)沿它与节点3.0.0之间的下游护套进行传输，使得节点3.0.0可以测量节点2.0.0和3.0.0之间护套的运行状况数据(如绝缘电阻)。在节点3.0.0更新此运行状况数据后，发射机200可以在它返回运行状况数据前向节点3.0.0发送请求。在一些实施例中，在接收到来自发射机200的请求后，节点3.0.0可以将运行状况数据发送到节点2.0.0。发射机200将从节点2.0.0请求这个运行状况数据，节点2.0.0将监控获取的护套运行状况数据传输到节点1.0.0，在被请求这样做时，节点1.0.0将向发射机200提供此运行状况数据。在一些实施例中，节点3.0.0可以自动地向发射机200提供运行状况数据。一旦发射机200接收到了运行状况数据，它将向MS提供这个运行状况数据以进行处理。
在图4B中，示例电缆网络是包括MS 102、发射机250、252、254、256以及几个地址节点(如节点5.3.0或节点4.0.0)的市内环状电缆网络。在这个具体实施例中，尽管此网络是根据线路定位事件进行描述的，但此网络并不仅局限于用来协助定位线路，而是可以完成其他事件如监控节点和电缆护套的运行状况。例如，MS可以向发射机254发送请求协助定位节点1.0.0和1.1.0之间电缆线路的信号。为协助定位，发射机产生交流电源信号。在产生交流电源信号后，发射机254将该信号在整个电缆网络中进行传输。每个节点直到接收到交流电源信号并确定其状态时才是活动的。状态可以包括节点保持非活动的或者将其状态转变为路径节点、信号节点或目标节点。例如，交流电源信号在消息中指定节点1.0.0为信号节点并指定节点1.1.0为目标节点。
节点6.0.0是发射机254和节点1.0.0之间的节点，它确定自身状态以便能够执行其角色。在这个具体例子中，节点6.0.0不仅确定在交流电源信号中的具体地址匹配不上其节点地址，而且确定这些具体地址是在下游。因为这些具体节点是在下游的，节点6.0.0确定它是路径节点并将交流电源信号传递到信号节点1.0.0和目标节点1.1.0。在接收到交流电源信号后，节点1.0.0和1.1.0确定其状态分别是作为信号节点和目标节点的。在一些实施例中，信号节点1.0.0和目标节点1.1.0可以通过向发射机254返回确认消息来确认其状态，以便于发射机254可以切断发送出去的交流电源信号。此示例实施例并不仅局限于定位直接相邻节点之间的护套。例如，当节点5.2.0作为目标节点时，节点5.0.0可作为信号节点。这将使得现场技术人员可以用线路定位器来定位节点5.0.0和5.2.0之间的密封线路。而且，发射机254也可以作为信号节点、路径节点或目标节点。
在接收到交流电源信号后，节点1.0.0确定在交流电源信号消息中提供的地址与其地址相匹配，并确定此命令将请求线路定位事件。节点1.0.0也向目标节点(如节点1.1.0)提供交流电源信号。节点1.0.0开始消耗交流电源信号并通过向发射机200返回确认消息来确认该信号。节点1.0.0消耗来自发射机254的交流电源信号以产生可在下游护套中传输的交流定位信号。例如，信号节点1.0.0根据信号选择调制方法可以产生一个信号。通过在下游护套中传输交流定位信号，会产生可使线路定位器来正确识别此信号的电磁场。例如，此电磁场可以进行相位校正以进一步地协助线路定位器进行线路识别处理。
作为为下游电缆段产生定位信号的发射机，编程节点1.0.0有几个优势。例如，在16个节点系统中，在一些实施例中对于此操作最差的设置时间是256秒(16个节点*16秒)。进一步地，在远程电缆部署中，本地产生的电缆定位音质具有经相位校正的本地信号的相位被追踪至零的优势，这使得可通过简易最优化方法(walkover optimizationmethods)进行失真检测和精确确定电缆位置。
节点1.1.0接收来自发射机并经由节点6.0.0和1.0.0的交流电源信号。在接收到此交流电源信号后，节点1.1.0在其自身地址与交流电源信号消息中的目标节点地址相匹配后，确定它是目标节点。一旦它识别出自己是目标节点，节点1.1.0向发射机254返回确认消息并将自己从它与节点1.1.1和1.2.0之间的护套中断开。在一些位置点当从下游护套断开后，信号节点1.0.0向目标节点1.1.0发送经由传导护套的交流电压，它将产生用于线路定位的电磁场。在一些实施例中，电磁场可以提供经相位校正的定位信号。利用可定位经相位校正的定位信号的线路定位器，现场技术人员将更有能力来定位密封线路。
图5A-B示出了根据节点状态来处理交流电源信号的示例流程图。关于图5A，示意的程序可以通过删除一些步骤或进一步地增加一些附加步骤而被更改，这对于普通技术人员来说是容易理解的。在最初开始步骤500之后，节点在步骤502中接收交流电源信号，其可提供信号节点的地址数据、目标节点的地址数据、命令数据、与图1相对应文字描述中上述被识别的其他数据或者任何其他相关数据。交流电源信号可直接或间接地从发射机中接收到并经由上游节点。在一些实施例中，发射机提供具有400-1000Hz频率的交流电源信号，但并不局限于此频率。在一些实施例中，接收节点也可能是发射机。
在接收到交流电源信号后，在步骤504中节点确定其地址是否匹配得上此交流电源信号中的地址：信号节点地址或目标节点地址。如果匹配存在，在步骤506中节点进一步确定该节点是否为路径节点。在一些实施例中，确定它的一种途径是让节点访问其存储器来确定在交流电源信号中识别的一个或两个地址是否为下游节点地址。如果该节点不是路径节点，那么在步骤508中节点保持为非活动状态；并且流程图进行到连接器516，然后进行到连接器520。如果信号识别到下游节点，在步骤510中节点可以将其状态从非活动状态重新配置到路径状态，并且在步骤512中确认接收到了交流电源信号。在重新配置其状态后，在步骤514中节点接着将交流电源信号传递到下一个节点，并且流程图进行到终结点522。
返回到确定步骤504，如果交流电源信号中可识别地址中的一个匹配上了此节点地址，在步骤518中该节点处理交流电源信号。在下图5B中描述了一个示例处理过程。在交流电源信号处理之后，在步骤522中消息进行到终结点。
关于图5B，示意的程序可以通过删除一些步骤或进一步地增加一些附加步骤而被更改，这对于普通技术人员来说是容易理解的。为开始处理交流电源信号，在步骤550中节点通过检查交流电源信号来确定此节点是作为目标节点还是作为信号节点。如果该节点是信号节点，在步骤552中节点将其状态重新配置为信号节点，并且在步骤554中向目标节点提供交流电源信号以便于目标节点也能改变其状态。在重新配置其状态后，在步骤556中节点消耗交流电源信号以便向目标节点产生信号。进一步地，在信号节点消耗完交流电源信号后，在步骤558中节点确认接收到了交流电源信号，以便发射机可以切断交流电源信号的传输。在一些实施例中，消耗和确认步骤556、558可以进行转换。
接下来，在步骤560中信号节点确定在交流电源信号中的命令请求的是线路监控(LM)事件还是线路定位(LL)事件。在一些实施例中，在流程图上确定步骤560可以在任何先前点上被执行。如果是线路监控事件，在步骤562中节点可以向目标节点产生直流电压(例如100VDC)。通过由消耗的交流电源信号产生直流电压并将此直流电压经由护套单元提供给目标节点，可以产生信号源。通过这种方式，信号节点可以将电缆护套段与其他电缆护套进行隔离来确定具体护套的运行状况。在产生电压后，在图5A中流程图可以进行到连接器520。
另一方面，如果命令请求线路定位事件，在步骤564中节点向目标节点发出线路定位信号。在一些实施例中，此线路定位信号可以是经由密封线路的护套进行传输的交流信号，其中交流信号和护套产生线路定位电磁场信号。在一些实施例中，此线路定位电磁场信号可以进行相位校正来更好地协助现场技术人员定位密封线路。如前所述，此相位校正后的线路定位信号可以是上述图3中识别的选择信号。在产生线路定位信号后，在图5A中节点可以进行到连接器520。
返回到确定步骤550，如果节点地址与交流电源信号中指定的目标节点地址匹配得上，那么在步骤568中节点将其状态重新配置为目标节点，并且在步骤570中确认接收到了交流电源信号，以便发射机可以切断交流电源信号的传输。在确认接收后，在步骤572中节点确定交流电源信号中的命令请求的是线路监控(LM)事件还是线路定位(LL)事件。在一些实施例中，在流程图上确定步骤572可以在任何先前点上被执行。如果命令请求线路定位事件，在步骤574中节点可以准备接收来自信号节点的线路定位信号。在接收到线路定位信号后，在图5A中流程图可以进行到连接器520。
另一方面，当交流电源信号中的命令是请求线路监控(LM)事件时，在步骤576中节点将搁浅自己并隔离下游护套段，以便来自信号节点的直流电压信号不泄漏到下游护套段中。在隔离步骤576之后，在步骤578中节点接收来自信号节点的直流信号。在一些实施例中，信号节点提供一个100伏的直流电压大约需要1分钟。这使得目标节点来采集关于护套段运行状况的数据。例如，运行状况数据可以包括护套绝缘电阻。这样采集到的数据可以协助MS来确定护套是否被损坏，以便于MS上的操作者可以通知地面技术人员来维修护套。在采集到数据后，在步骤580中该节点向发射机传输运行状况数据。在一些实施例中，目标节点在运行状况数据中包含其温度和湿气数据，以便MS也可以监控节点的运行状况。在一些实施例中，节点等待来自发射机的对运行状况数据的请求。一旦节点接收到运行状况数据请求，它可以向上游节点或发射机自身传输运行状况数据，上游节点将等待随后的来自发射机的请求。在一些实施例中，节点可以向发射机自动地传输运行状况数据，发射机可以将运行状况数据发送至MS。在传输完运行状况数据后，在图5A中流程图进行到连接器582，然后进行到连接器520。
鉴于这里给出的本发明的详细说明和实践，本发明的其他实施例对于那些普通技术人员来说是显而易见的。它意指此详细说明和一些举例仅被当作示例，本发明真正的适用范围和内涵将在以下的权利要求书中指出。

Claims (35)

1、一种系统，包括：
管理系统；
发射机，被配置用于与管理系统进行通信，其中该发射机发送对命令和至少一个节点进行识别的交流电源信号来协助执行该命令；
第一节点，被配置用于接收该交流电源信号，消耗该交流电源信号，并通过向第一导线段提供输出信号来根据该命令产生所述输出信号；以及
第二节点，被配置用于接收来自该导线段的交流电源信号，并根据该命令自己准备接收来自第一节点的输出信号。
2、权利要求1的系统，其中当该命令是线路定位命令时，该第一节点产生经由导线传递到第二节点的线路定位信号。
3、权利要求2的系统，其中线路定位信号是产生电磁相位校正的线路定位信号的交流信号。
4、权利要求1的系统，其中当该命令是线路监控命令时，该第一节点产生经由导线传递到第二节点的线路监控信号。
5、权利要求4的系统，其中该线路监控信号是直流电压信号。
6、权利要求4的系统，其中该第二节点将自己接地并与第二节点和下游节点之间的导线段隔离，接收来自该第一节点的线路监控信号，更新该导线段的运行状况数据，并将运行状况数据传输到发射机。
7、权利要求6的系统，其中该发射机将运行状况数据传输到管理设备来处理。
8、权利要求6的系统，其中该运行状况数据包括第二节点的运行状况数据。
9、权利要求1的系统，进一步包括第三节点，该第三节点确定至少一个第一节点或第二个节点是否是下游节点，并且如果它们是下游节点时，向至少一个第一节点或第二个节点提供交流电源信号。
10、权利要求1的系统，其中该发射机包括第一节点。
11、一种方法，包括：
在节点处接收由发射机产生的交流电源信号，其中交流电源信号包括命令和至少一个识别节点地址；
确定节点地址是否与识别节点地址匹配；以及
基于该确定来参与该命令。
12、权利要求11的方法，进一步包括：当节点地址不与识别节点地址匹配时，确定该节点是否为路径节点。
13、权利要求12的方法，进一步包括：当该节点是路径节点时，将该节点重新配置为路径节点，并且将交流电源信号提供给下一下游节点。
14、权利要求11的方法，当节点地址与识别节点地址匹配时，确定该节点是目标节点还是信号节点。
15、权利要求14的方法，进一步包括将该节点重新配置为目标节点。
16、权利要求14的方法，进一步包括将该节点重新配置为信号节点，向目标节点提供交流电源信号，并消耗该交流电源信号。
17、权利要求11的方法，进一步包括：当该节点是目标节点时，确定该交流电源信号的命令，其中该命令是线路定位命令或者线路监控命令。
18、权利要求17的方法，其中所述参与包括：当该命令是线路定位命令时，准备接收该线路定位信号。
19、权利要求17的方法，其中所述参与包括：将该节点接地；与下游导线段隔离；当该命令是线路监控命令时，更新与上游导线段的运行状况相对应的数据；并向上游组件传输运行状况数据。
20、权利要求11的方法，进一步包括：当节点是信号节点时，确定该交流电源信号的命令，其中该命令是线路定位命令或者线路监控命令。
21、权利要求20的方法，其中所述参与包括：当该命令是线路监控命令时，产生经由导线段传输到目标节点的直流电压，其中该目标节点采集该导线段的运行状况数据。
22、权利要求20的方法，其中所述参与包括：当该命令是线路定位命令时，产生经由导线段传输到目标节点的线路定位信号，其中当线路定位信号流经该导线段时，该导线段产生电磁场。
23、一种节点，包括：
至少一个开关；以及
处理器，被配置用于接收包括命令和至少一个识别节点地址的交流电源信号，确定节点地址是否与识别节点地址匹配；基于该确定重新配置该至少一个开关，并参与执行该命令。
24、权利要求23的节点，进一步包括存储器，被配置用于向处理器提供下游节点的地址，以便处理器能够确定下游节点是否与识别节点地址匹配。
25、权利要求24的节点，其中当下游节点地址与识别节点地址匹配时，该处理器重新配置该至少一个开关以便该节点能够作为路径节点。
26、权利要求23的节点，其中该处理器根据确定重新配置该至少一个开关，以便该节点能够作为信号节点。
27、权利要求23的节点，其中，该处理器基于匹配确定来确定该命令是线路定位命令还是线路监控命令。
28、权利要求27的节点，进一步包括信号发生器，当该命令是线路监控命令时，该信号发生器产生要提供给目标节点的直流电压。
29、权利要求27的节点，进一步包括信号发生器，它产生要提供给导线护套段的线路定位信号，其中当线路定位信号流经导线段时，该导线段产生电磁场。
30、权利要求23的节点，其中，该处理器基于所述确定来重新配置该至少一个开关以便该节点能够作为目标节点。
31、权利要求23的节点，其中，该处理器基于匹配确定来确定该命令是线路定位命令还是线路监控命令。
32、权利要求31的节点，其中，该处理器通过准备接收线路定位信号来参与执行该线路定位命令。
33、权利要求31的节点，其中，该处理器通过将自己接地、与下游导线段隔离、更新与上游导线段的运行状况相对应的数据以及向上游组件传输运行状况数据，来参与执行该线路监控命令。
34、权利要求33的节点，进一步包括检测节点的湿气并向处理器提供湿气数据的传感器，该处理器将湿气数据合并到运行状况数据中。
35、权利要求33的节点，进一步包括检测节点温度并向处理器提供温度数据的传感器，该处理器将温度数据合并到运行状况数据中。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090527