CN110361784A - 一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪，其中方法包括：S1程序初始化；S2启动定时器；S3判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果不大于预设数值，则执行S3，如果大于预设数值，则执行S4；S4将预设数值的采样点数进行求平均值，得到采集信号的平均采样数；S5判断自适应电路是否进行过自适应，如果未进行过自适应，则执行S6，如果进行过自适应，则执行S7；S6进行自适应调节；S7判断采集信号是否为余弦波，如果为余弦波，则执行S8，如果不为余弦波，则执行S3；S8生成报警脉冲，存储并获取过球信息，将过球信息进行显示，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机，执行S3。

Description

一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪

技术领域

本发明涉及清管器跟踪定位技术领域，尤其涉及一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪。

背景技术

燃气管道企业是一种特殊的运输企业，其安全除自身的运行管理之外还与上游供应的气质密切相关。如果燃气中含超标的水、烃和机械杂质将会给压缩机、管道和过滤器等带来重大伤害。由于各种原因，气质超标的问题不能完全避免，不可避免的存在许多杂质，这些杂质极易在管道内形成结腊、结垢和积液等，易造成管道堵塞，减少管道流量。这些集结物长期与管道壁接触就会对管道壁造成腐蚀，这种腐蚀作用会增加管壁粗糙度，降低输送效率。管道被污染腐蚀往往是造成管道运输经济上、安全上重大危害的主要原因。迄今为止，已经发生了许多管道爆炸的安全事故。

针对上面的问题，对管道内部堵塞物进行清理显得尤为重要，清管扫线工艺是提高管道输送效率，延长管道使用寿命和提高工艺管理水平的重要手段。管道清理已经有了许多比较成熟的技术和仪器，清管器(PIG)正是一种最为流行的清管技术，它是在1962年，由美国的Knapp公司和Girard公司开发的。传统的清管器主要只是用来作为清理工具使用，在新需求的提出和新技术的发展相互作用下，清管器已经在向多功能化方向发展，如检测管道内部环境的各种参数。清管器在管道中前进时，其前面的堵塞物越积越多，使得其前进受到很大的阻碍，甚至被卡住不能前进，这种情况下不但不能有效清理管道，反而会进一步堵塞管道，所以就需要进行人工技术处理，此时就必须准确找出被卡住位置。因此，研制清管器跟踪定位系统、保证燃气管道安全平稳运行具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法，包括：S1，程序初始化；S2，启动定时器；S3，判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行S3，如果判断采集信号的采样点数大于预设数值，则执行S4；S4，将预设数值的采样点数进行求平均值，得到采集信号的平均采样数；S5，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断自适应电路并未进行过自适应，则执行S6，如果判断自适应电路进行过自适应，则执行S7；S6，进行自适应调节；S7，判断采集信号是否为余弦波，如果判断采集信号为余弦波，则执行S8，如果判断采集信号不为余弦波，则返回执行S3；S8，生成报警脉冲，根据报警脉冲，并存储并获取过球信息，将过球信息进行显示，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机，返回执行S3。

其中，将过球信息进行显示包括：处于当前时间界面；判断是否有第一按键信息，如果没有第一按键信息，则返回当前时间界面，如果有第一按键信息，则判断第一按键信息是哪种按键信息；如果第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第二按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第二按键信息，则判断第二按键信息是哪种按键信息，如果第二按键信息是长按键信息，则返回当前时间界面，如果第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有第二按键信息的操作；如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第三按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第三按键信息，则判断第三按键信息是哪种按键信息，如果第三按键信息是短按键信息，判断短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果第三按键信息是长按键信息，则判断长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回当前时间界面。

其中，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机包括：初始化；判断SIM卡是否就绪；如果SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；如果SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将过球信息附着于GPRS，判断过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

其中，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机还包括：判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有过球信息，如果没有过球信息，则返回延时操作，如果有过球信息，则发送过球信息。

本发明另一方面提供了一种基于无线传输的清管器跟踪定位仪，包括：磁信号跟踪定位系统、显示模块、GPRS通讯模块以及电源模块；其中：磁信号跟踪定位系统包括：电源电路，用于为磁信号跟踪定位系统进行供电；磁传感器，用于采集清管器是否通过的磁信号，在清管器通过是产生触发信号，并将触发信号发送至信号放大电路；信号放大电路，用于对触发信号进行放大，得到采集信号，并将采集信号发送至主控MCU；自适应电路，用于随磁传感器放置的环境和方向变化自动调节磁传感器的偏置电流；主控MCU，用于程序初始化，启动定时器，判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断采集信号的采样点数大于预设数值，则将预设数值的采样点数进行求平均值，得到采集信号的平均采样数，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断自适应电路并未进行过自适应，则通知自适应电路进行自适应调节，并判断采集信号是否为余弦波，如果判断自适应电路进行过自适应，则判断采集信号是否为余弦波，如果判断采集信号为余弦波，则发送报警脉冲，生成并存储过球信息，返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断采集信号不为余弦波，则返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作；通信电路，用于接收报警脉冲，并将过球信息输出至显示模块；显示模块，用于接收过球信息，存储并显示过球信息，并将过球信息发送至GPRS通讯模块，其中，过球信息至少包括过球时间；GPRS通讯模块，用于接收过球信息，并将过球信息发送至上位机。

其中，显示模块，还用于处于当前时间界面；判断是否有第一按键信息，如果没有第一按键信息，则返回当前时间界面，如果有第一按键信息，则判断第一按键信息是哪种按键信息；如果第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第二按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第二按键信息，则判断第二按键信息是哪种按键信息，如果第二按键信息是长按键信息，则返回当前时间界面，如果第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有第二按键信息的操作；如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第三按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第三按键信息，则判断第三按键信息是哪种按键信息，如果第三按键信息是短按键信息，判断短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果第三按键信息是长按键信息，则判断长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回当前时间界面。

其中，GPRS通讯模块，还用于初始化；判断SIM卡是否就绪；如果SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；如果SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将过球信息附着于GPRS，判断过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

其中，GPRS通讯模块，还用于判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有过球信息，如果没有过球信息，则返回延时操作，如果有过球信息，则发送过球信息。

由此可见，通过本发明提供的基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪，对清管器进行定位跟踪，有利于在清管过程中实时掌握清管器的位置，一旦出现卡堵，可以立马进行定位并采取相关措施，对燃气管道安全平稳运行具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的磁信号采集模块的算法流程图；

图4为本发明实施例提供的显示模块算法流程图；

图5为本发明实施例提供的终端工作流程图；

图6为本发明实施例提供的网络拨号连接流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位仪的结构示意图，参见图1，本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位仪，包括：

磁信号跟踪定位系统、显示模块、GPRS通讯模块以及电源模块；其中：

磁信号跟踪定位系统包括：

电源电路，用于为磁信号跟踪定位系统进行供电；

磁传感器，用于采集清管器是否通过的磁信号，在清管器通过是产生触发信号，并将触发信号发送至信号放大电路；

信号放大电路，用于对触发信号进行放大，得到采集信号，并将采集信号发送至主控MCU；

自适应电路，用于随磁传感器放置的环境和方向变化自动调节磁传感器的偏置电流；

主控MCU，用于程序初始化，启动定时器，判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断采集信号的采样点数大于预设数值，则将预设数值的采样点数进行求平均值，得到采集信号的平均采样数，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断自适应电路并未进行过自适应，则通知自适应电路进行自适应调节，并判断采集信号是否为余弦波，如果判断自适应电路进行过自适应，则判断采集信号是否为余弦波，如果判断采集信号为余弦波，则发送报警脉冲，生成并存储过球信息，返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断采集信号不为余弦波，则返回执行判断采集信号的采样点数是否大于预设值的操作；

通信电路，用于接收报警脉冲，并将过球信息输出至显示模块；

显示模块，用于接收过球信息，存储并显示过球信息，并将过球信息发送至GPRS通讯模块，其中，过球信息至少包括过球时间；

GPRS通讯模块，用于接收过球信息，并将过球信息发送至上位机。

图2示出了本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位方法，利用如图1所示的基于无线传输的清管器跟踪定位仪，本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位方法，包括：

S1，程序初始化；

S2，启动定时器；

S3，判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行S3，如果判断采集信号的采样点数大于预设数值，则执行S4；

S4，将预设数值的采样点数进行求平均值，得到采集信号的平均采样数；

S5，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断自适应电路并未进行过自适应，则执行S6，如果判断自适应电路进行过自适应，则执行S7；

S6，进行自适应调节；

S7，判断采集信号是否为余弦波，如果判断采集信号为余弦波，则执行S8，如果判断采集信号不为余弦波，则返回执行S3；

S8，生成报警脉冲，根据报警脉冲，并存储并获取过球信息，将过球信息进行显示，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机，返回执行S3。

具体实现时，本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位仪，可以对清管器进行定位跟踪，有利于在清管过程中实时掌握清管器的位置，一旦出现卡堵，可以立马进行定位并采取相关措施。

本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位仪可以包括：磁信号跟踪定位系统、过球信息显示的显示模块及GPRS通讯模块和电源模块。以下对各个模块的作用进行简要说明：

1、磁信号跟踪定位系统采集磁信号，将清管器/检测器通过的时间永久地记录在自身携带的存储器中，采集信号的同时触发显示模块，显示模块记录相关数据，并将数据发送到GPRS通讯模块，通过GPRS通讯模块实现数据的无线上传，将数据及时反馈给监控室的工作人员，而且显示模块能够就地显示出过球定位信息，操作人员可在其用户界面上就地查看例如最近10次的过球信息。

磁信号跟踪定位系统在硬件设计中对滤波及信号调整模块做了特别的设计，并加入自适应电路，而且采用既能排除干扰，又能灵敏识别有效信号的算法，在软件、硬件两方面确保信号采集的准确性，避免漏报、误报。

该磁信号跟踪定位系统的结构如下：磁信号跟踪定位系统首先需要进行磁信号采集，因此可以具体包括磁信号采集模块，该磁信号采集模块可以包括：主控MCU、磁传感器、自适应电路，信号放大电路，电源电路和通信电路。

在实际应用中，各个模块可以通过以下方式实现：

①主控MCU

采用MSP430F149单片机，该16位单片机具有代码效率高，超低功耗的特点。

②磁传感器

磁传感器可以包括HMC1001芯片及其外围电阻，电容以及为提高传感器精确度而增加的大电流脉冲电路。

③信号放大电路

放大电路可以包括MAX4194及其外围电阻电容。

④磁传感器调节电路(自适应电路)

为消除地磁场对信号采集的影响，结合磁传感器的特点，本发明加入了磁传感器调节电路，该电路能够随传感器放置的环境和方向变化自动调节传感器的偏置电流，从而使传感器始终处于最灵敏最稳定的工作状态。

⑤通信电路

为提高标记器通信能力，在串口输出输入处加入了MAX3485芯片。

⑥电源电路

电路中既有模拟电路又有数字电路，因此可以采用两个电压转换电路，由于模拟电路需要7.2V和5V的电压；数字电路需要3.3V电压。因此，电源电路可以采用两个MAX1776芯片，模数电路之间用电感隔开。

具体实施时，可以利用图3所示的为磁信号采集模块的算法流程图，进行磁信号采集部分的说明，其运行过程如下：

1)上电复位后程序进入初始化函数，初始化硬件的看门狗，系统时钟，I/O端口，串口1，A/D转换和定时器1等，将这些硬件资源设置成所需状态，然后打开中断。

2)启动定时器。为得到磁场随时间的变化曲线，程序设计时采用定时采集的方法，以400khz的频率匀速采集。

3)为消除干扰，例如可以每采集64个点要求均值得到一个点。实验表明这个方法能够有效的消除外界环境干扰。

4)每次进入程序都要进行自适应调节，程序通过调节传感器的偏置/复位电流来调节磁传感器HMC1001，使其始终处在最灵敏的检测状态。当一次报警信号发出后，程序会再次进行自适应调节。

5)采集到的数据带入信号识别算法，判断是否为余弦波。是则发送报警脉冲；否则继续采样判断。

2、显示模块，显示模块由内部显示电路和液晶显示器组成，它是跟踪定位系统与GPRS通讯模块的中介，当有清管器通过时，跟踪定位系统检测到相应的磁信号，存储数据并触发显示模块，显示模块收到触发信号，读取通球时间，并将通球时间发送给GPRS通讯模块，GPRS通讯模块将数据上传到监控室，从而使操作人员可以实时、方便的查看管道的运行情况。

由于在清管或检测过程中通常都是根据时间来计算清管器的位置，或者管道缺陷的位置，所以时间的准确性对清管/检测作业至关重要，所以显示模块内部电路中设有性能稳定，寿命长的时钟芯片，采用稳定、可靠地温补晶振为其提供振荡频率，最大程度上确保了时间的准确性、时钟模块的稳定性及可靠性，并且电路中设有时钟备用电源，一旦外部电源意外掉电，可采用备用电源为时钟模块供电，使时钟模块可以持续工作，不会因为停止工作而影响时间的准确性。在显示器上装有按键，当时间不准时可以校对时间，或者上电时统一对时，从另一方面保证了时间的准确性、统一性。

当清管或检测完毕，需要根据保存下来的数据来分析，确定清管器的大致位置(如果清管器发生卡堵)，或者管道缺陷的位置，所以数据的存储也是至关重要的，必须准确且不易丢失，电路设计时采用了性能稳定、可靠的掉电数据不丢失的存储芯片，一旦外部电源意外断开，存储的数据仍能完好无损不会丢失。跟踪定位系统中也设计有同样稳定、可靠的存储芯片。而且两者在程序中对数据的读写都进行了可靠地处理，进一步在软件上确保了数据的准确性、永久性。

通过过球指示器的显示界面可以当便及时的查看过球信息，并能查看GPRS通讯模块网络的通断情况，但是液晶显示器随温度的变化其显示的对比度不同，从而字体的清晰度也不同，为了能够达到最好的显示效果，电路设计中加入了温度传感器，实时测量指示器环境温度，根据温度的高低，自动调节显示器的对比度，确保显示器在任何温度下都能清晰地显示出相关信息。

①显示屏

采用点阵型液晶显示器。

②用户界面

用户界面分为三屏，第一屏为当前时间界面，包括时间查询标志、当前时间、网络信号强度、网络连接与否的标志、有无通讯卡的标志和最近一次过球时间；第二屏为按键操作界面，包括过球时间查询和时间设置；第三屏为过球界面。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，显示模块，还用于处于当前时间界面；判断是否有第一按键信息，如果没有第一按键信息，则返回当前时间界面，如果有第一按键信息，则判断第一按键信息是哪种按键信息；如果第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第二按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第二按键信息，则判断第二按键信息是哪种按键信息，如果第二按键信息是长按键信息，则返回当前时间界面，如果第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有第二按键信息的操作；如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有第三按键信息的操作，如果判断预设持续时间内有按键信息，则返回当前时间界面；如果有第三按键信息，则判断第三按键信息是哪种按键信息，如果第三按键信息是短按键信息，判断短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果第三按键信息是长按键信息，则判断长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回当前时间界面。

该显示模块执行的程序可以参见图4，所述将所述过球信息进行显示包括：处于当前时间界面；判断是否有第一按键信息，如果没有所述第一按键信息，则返回所述当前时间界面，如果有所述第一按键信息，则判断所述第一按键信息是哪种按键信息；如果所述第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有所述第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第二按键信息，则判断所述第二按键信息是哪种按键信息，如果所述第二按键信息是长按键信息，则返回所述当前时间界面，如果所述第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作；如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有所述第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第三按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第三按键信息，则判断所述第三按键信息是哪种按键信息，如果所述第三按键信息是短按键信息，判断所述短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果所述第三按键信息是长按键信息，则判断所述长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回所述当前时间界面。

其中，图4中，short指短按键，按旋转至指示位，拨回原位，整个过程大约需例如1秒时间，long指长按键，旋钮旋转至闭合指示位后持续例如5秒钟左右才会有效。

3、无线数据传输(GPRS通讯模块)，其中，无线数据传输模块一共可以分为三大部分：客户端(数据发送终端，以下简称终端)、上位机软件和短信数传接收端(指定手机)。

终端部分为无线数传的核心部分，也是功能最多且最复杂的部分，包括看门狗功能；拨号连接功能；链路维持功能；主控板到无线数传板的数据传输；数据校验功能；数据到上位机的数据传输；状态到主控板的数据传输；备用短信数传功能；GPRS与短信的切换功能；远程唤醒功能十大功能。

上位机软件为客户端提供了连接目的端口号和IP地址，将收到的信息直观的显示出来。并导出以供留存与查看。

短信数传接收端是一部指定的手机，由调度室的值班人员负责。在网络连接出现异常的情况下，将过球信号通过短信发送到接收端。

看门狗：看门狗电路是430单片机自带的片内外围模块，它可以在程序跑飞或者死机的情况下，强制单片机重新启动，使程序重新运行。是系统稳定性的强力保障。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，GPRS通讯模块，还用于判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有过球信息，如果没有过球信息，则返回延时操作，如果有过球信息，则发送过球信息。

其中，GPRS通讯模块执行的程序可以参见图5，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机还包括：判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有过球信息，如果没有过球信息，则返回延时操作，如果有过球信息，则发送过球信息。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，GPRS通讯模块，还用于初始化；判断SIM卡是否就绪；如果SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；如果SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将过球信息附着于GPRS，判断过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

其中，GPRS通讯模块执行的程序可以参见图6，将过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机包括：初始化；判断SIM卡是否就绪；如果SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；如果SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将过球信息附着于GPRS，判断过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

具体实施时，拨号连接：通过单片机内部对的发送子程序将控制GC864模块的AT命令通过与模块的串口送到GC864中，是GC864与中国移动的网关进行数据交换。

GPRS部分包括的AT命令有：初始化命令，检测SIM卡命令CPIN，读取信号强度命令CSQ，连接中国移动网关命令CGCONT，附着GPRS命令CGATT，连接GPRS命令GPRS，连接服务器命令SD等。

具体实施中，在GPRS连接过程中，一旦任意一个环节出现问题都会导致终端与服务器的连接失败，因此，在连接过程中，每条指令都要毫无差错的送到中国移动的网关上进行验证，且每条指令都通过验证之后才能链接到网络。因此，可以通过以下命令来进行保证：

SIM卡检测命令：CPIN。此命令用于检测SIM卡是否安装及有效，如果没有安装SIM卡或者SIM卡无效，则后续的一切联网和SMS模式都无法运行，SIM卡是无线数传部分最重要的设备之一。此命令不发往移动网关。

信号强度读取命令：CSQ。此命令用于读取终端所在环境的手机信号强度，如果强度过低，则无法保证终端与GPRS网络的可靠连接。此命令不发往移动网关。

连接网关命令：CGCONT。命令用于终端与移动网关的连接，当这条命令返回OK之后，说明终端已经连接到中国移动的网关，返回error，则表示连接失败。这条命令至关重要，其后的所有命令都将与网关进行交换，如果没有连接网关，则无法登录GPRS网络。

附着GPRS命令：CGATT。此命令是连接网关命令后的第一条指令，附着GPRS网络，通过这条指令将终端通过移动网关指向GPRS网络，为连接GPRS网络做准备。

连接GPRS命令：GPRS。此命令是连接GPRS网络及获取IP地址的命令，终端通过该命令连接GPRS网络并获取一个移动公司分配的内部的且是动态的IP地址，利用这个IP地址可以通过移动网关链接到互联网中。

服务器连接命令：SD。此命令是实现数据传输的关键也是最后一步，终端通过这条命令完成与上位机建立一条稳定，畅通的数据交换用的通道。如果网络返回connect则表示连接成功，发回error，则连接失败。连接成功与否与上位机软件是否开启和网络自身原因决定，终端无法控制。如果上位机的监听没有打开，即服务器没有开启，终端则无法找到相应的IP地址及端口号，线路无法连接；如果服务器开启，仍然没有连接成功，则表示此处的网络极不稳定，不足以维持终端与上位机的连接。

此GPRS通讯模块还具有以下功能：

链路维持：在终端与服务器连接上之后需要有数据传输来维持链路的正常，如果长时间没有数据交换，中国移动将收回这条链路以供其他用户使用，因此，为了保持我们的连接是通畅的，我们需要在过球信号没有到来之前认为的向上位机发送一些维持线路用的无用的数据包，这些数据包对数据和过球系统来说没有任何实际意义，但是确实维持链路的必不可少也是非常重要的数据包。

主控板到无线数传板的数据传输：这部分的主要功能是接收主控板发来的报警信号，即过球信号。通过485串口通信芯片，接收主控板发来的过球时间信息，并进行校验，如果校验通过则将时间信息通过GPRS网络发往上位机；如果校验错误，将重新向主控板索要报警信号。

数据校验：主要是对主控板传输过来的过球时间进行校验，采用的是求和校验法，即在发送端将数据分为k段，每段均为等长的n比特。将分段1与分段2做求和操作，再逐一与分段3至k做求和操作，得到长度为n比特的求和结果。将该结果取反后作为校验和放在数据块后面，与数据块一起发送到接收端。在接收端对接收到的、包括校验和在内的所有k+1段数据求和，如果结果为零，就认为传输过程没有错误，所传数据正确，如果结果不为零，则表明发生了错误。校验方法简单有效，校验正确率较高。

状态到主控板的数据传输：到主控板的数据传输属于主控板与无线数传板的数据交换的一部分，包括SIM卡状态回传、信号强度回传、连接状态回传和校验错误回传。SIM卡状态回传即将MCU检测到的SIM卡状态回传给主控板，并有主控板进行显示(主要为无卡回传)；信号强度回传即将检测到的当地网络的信号强度回传给主控板；连接状态回传即将数传板与上位机的连接状态回传给主控板；检验错误回传发生在校验出现错误的时候，此时需要回传错误信息来向主控板再次索要过球信息。

备用短信数传功能：此功能主要用于GPRS网络连接失败或GPRS网络异常中断时的数据传输。这项功能不受GPRS网络的限制，对上位机的要求也较低，只需要已不能够接收短信的手机既可。缺点是受到移动SMS网络延时的限制，无法保证实时传输。

GPRS与短信的切换功能：在GPRS网络连接失败或者异常时，能够自动并且迅速、准确的切换到SMS模式，以防止过球发生在网络中断时，导致上位机无法接收到过球信号。

远程唤醒功能：这项功能是针对GPRS网络异常断开的情况而设置的，虽然异常中断发生的几率较小，但是也有发生的可能性。当GPRS网络异常中断时，可以通过任意一部手机拨打终端安装的手机卡的手机号码，当听到回铃声后挂断即可，听到一到两声的回铃既可挂断，模块会自动根据唤醒信号重新连接网络。由于收到当地网络情况的影响，所以不能排除无法唤醒的情况，此时如果无法唤醒，可以继续采用同样的方式唤醒终端，使其连接到GPRS网络上来。

因此，通过本发明实施例提供的基于无线传输的清管器跟踪定位方法及定位仪，对清管器进行定位跟踪，有利于在清管过程中实时掌握清管器的位置，一旦出现卡堵，可以立马进行定位并采取相关措施，对燃气管道安全平稳运行具有重要意义。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种基于无线传输的清管器跟踪定位方法，其特征在于，包括：

S1，程序初始化；

S2，启动定时器；

S3，判断采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断所述采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行S3，如果判断所述采集信号的采样点数大于预设数值，则执行S4；

S4，将所述预设数值的采样点数进行求平均值，得到所述采集信号的平均采样数；

S5，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断所述自适应电路并未进行过自适应，则执行S6，如果判断所述自适应电路进行过自适应，则执行S7；

S6，进行自适应调节；

S7，判断所述采集信号是否为余弦波，如果判断所述采集信号为余弦波，则执行S8，如果判断所述采集信号不为余弦波，则返回执行S3；

S8，生成报警脉冲，根据所述报警脉冲，并存储并获取过球信息，将所述过球信息进行显示，将所述过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机，返回执行S3。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述过球信息进行显示包括：

处于当前时间界面；

判断是否有第一按键信息，如果没有所述第一按键信息，则返回所述当前时间界面，如果有所述第一按键信息，则判断所述第一按键信息是哪种按键信息；

如果所述第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有所述第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第二按键信息，则判断所述第二按键信息是哪种按键信息，如果所述第二按键信息是长按键信息，则返回所述当前时间界面，如果所述第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作；

如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有所述第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第三按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第三按键信息，则判断所述第三按键信息是哪种按键信息，如果所述第三按键信息是短按键信息，判断所述短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果所述第三按键信息是长按键信息，则判断所述长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回所述当前时间界面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机包括：

初始化；

判断SIM卡是否就绪；

如果所述SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；

如果所述SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将所述过球信息附着于GPRS，判断所述过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断所述过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将所述过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断所述过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述将所述过球信息通过GPRS通讯方式传输到上位机还包括：

判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有所述过球信息，如果没有所述过球信息，则返回延时操作，如果有所述过球信息，则发送所述过球信息。

5.一种基于无线传输的清管器跟踪定位仪，其特征在于，包括：

磁信号跟踪定位系统、显示模块、GPRS通讯模块以及电源模块；其中：

磁信号跟踪定位系统包括：

电源电路，用于为所述磁信号跟踪定位系统进行供电；

磁传感器，用于采集清管器是否通过的磁信号，在所述清管器通过是产生触发信号，并将触发信号发送至信号放大电路；

所述信号放大电路，用于对所述触发信号进行放大，得到采集信号，并将所述采集信号发送至主控MCU；

自适应电路，用于随所述磁传感器放置的环境和方向变化自动调节所述磁传感器的偏置电流；

所述主控MCU，用于程序初始化，启动定时器，判断所述采集信号的采样点数是否大于预设数值，如果判断所述采集信号的采样点数不大于预设数值，则返回执行判断所述采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断所述采集信号的采样点数大于预设数值，则将所述预设数值的采样点数进行求平均值，得到所述采集信号的平均采样数，判断自适应电路是否进行过自适应，如果判断所述自适应电路并未进行过自适应，则通知所述自适应电路进行自适应调节，并判断所述采集信号是否为余弦波，如果判断所述自适应电路进行过自适应，则判断所述采集信号是否为余弦波，如果判断所述采集信号为余弦波，则发送报警脉冲，生成并存储过球信息，返回执行判断所述采集信号的采样点数是否大于预设值的操作，如果判断所述采集信号不为余弦波，则返回执行判断所述采集信号的采样点数是否大于预设值的操作；

通信电路，用于接收所述报警脉冲，并将所述过球信息输出至所述显示模块；

所述显示模块，用于接收所述过球信息，存储并显示所述过球信息，并将所述过球信息发送至所述GPRS通讯模块，其中，所述过球信息至少包括过球时间；

所述GPRS通讯模块，用于接收所述过球信息，并将所述过球信息发送至上位机。

6.根据权利要求5所述的无线传输的清管器跟踪定位仪，其特征在于，所述显示模块，还用于处于当前时间界面；判断是否有第一按键信息，如果没有所述第一按键信息，则返回所述当前时间界面，如果有所述第一按键信息，则判断所述第一按键信息是哪种按键信息；如果所述第一按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，判断是否有第二按键信息，如果没有所述第二按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第二按键信息，则判断所述第二按键信息是哪种按键信息，如果所述第二按键信息是长按键信息，则返回所述当前时间界面，如果所述第二按键信息是短按键信息，则确定为查询请求，返回执行判断是否有所述第二按键信息的操作；如果是长按键信息，则确定为设置时间请求，判断是否有第三按键信息，如果没有所述第三按键信息，则判断预设持续时间内是否无按键信息，如果判断所述预设持续时间内无按键信息，则返回执行判断是否有所述第三按键信息的操作，如果判断所述预设持续时间内有按键信息，则返回所述当前时间界面；如果有所述第三按键信息，则判断所述第三按键信息是哪种按键信息，如果所述第三按键信息是短按键信息，判断所述短按键信息的次数，如果为第一次数，则设置月，如果为第二次数，则设置日，如果为第三次数，则设置时，如果为第四次数，则设置分，如果所述第三按键信息是长按键信息，则判断所述长按键信息的次数是否小于预设次数，如果是，则报错，如果否则写入设定值，返回所述当前时间界面。

7.根据权利要求5所述的无线传输的清管器跟踪定位仪，所述GPRS通讯模块，还用于初始化；判断SIM卡是否就绪；如果所述SIM卡没有就绪，则确定无SIM卡拨号连接失败；如果所述SIM卡就绪，则获取信号强度，显示信号强度，判断连接网是否成功，如果判断连接网成功，则将所述过球信息附着于GPRS，判断所述过球信息附着于GPRS是否成功，如果判断所述过球信息附着于GPRS成功，则连接GPRS，判断连接GPRS是否成功，如果判断连接GPRS成功，则连接服务器，判断连接服务器是否成功，如果连接服务器成功，则将所述过球信息通过GPRS进行发送，如果断连接网不成功，判断所述过球信息附着于GPRS不成功，判断连接GPRS不成功或者判断连接服务器不成功，则进行连接失败提示，转为SMS模式进行过球信息的发送。

8.根据权利要求5或7所述的无线传输的清管器跟踪定位仪，其特征在于，所述GPRS通讯模块，还用于判断拨号是否成功，如果拨号不成功，则返回执行判断拨号是否成功的操作，如果拨号成功，则进行延时，发送心跳包，并返回延时操作，同时判断是否有所述过球信息，如果没有所述过球信息，则返回延时操作，如果有所述过球信息，则发送所述过球信息。