智能管道定位系统设计

陈瑞东，秦会斌，叶 晨

（杭州电子科技大学 新型电子器件与应用研究所，浙江 杭州 310018）

0 引言

排水管网与市民的生活质量、城市的经济发展和工业生产密切相关。地下排水管道的运行故障将会直接造成水资源的浪费以及城市内涝等问题。高精度的定位技术可以实时监控城市管道使用过程发生的位移情况， 提高城市排水管道抢修效率，为管道稳定运行提供保障。

20 世 纪 60 ～90 年 代 之 间 ， 全 球 定 位 系 统（Global Positioning System，GPS） 被研制并逐渐走向成熟[1]，其定位精度越来越高，这使得无线定位技术产生革命性的发展。 当前，已经有多种定位方法被开发并投入使用， 如全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）、 蜂窝网定位技术，以及以无线局域网（Wireless Fidelity，WiFi）、低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，BLE）技术、超宽带（Ultra Wide Band，UWB）等为代表的室内或小范围环境的定位系统[2]。 北斗卫星导航定位系统是我国自主研发并且独立运行的卫星导航系统。 与目前的全球定位系统相比， 北斗卫星导航定位系统的信号强度和定位精度更高[3]。 根据《北斗卫星导航系统发展报告 （4.0 版）》， 北斗系统已完成全球覆盖，且在亚太地区定位精度可达水平5 米、高程5米（95%）。

本文研究的智能管道定位系统基于北斗定位技术，结合信号处理电路，完成地下水管位置的确定，并通过NB-IoT 网络将定位系统检测到的管道定位信息打包发送至云平台， 再通过Web 应用软件实现前端和后端的解耦。该系统能够提升城市管道的安装与维护能力，使城市管道的维修变得更加便捷，形成工程化应用示范，并推动管道产业由中低档单纯排水管道产品向高端智能化管道产品的升级。……