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一种双重定位系统及方法

申请号: CN202311811784.1
申请人: 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司; 中国石油天然气集团有限公司
申请日期: 2023/12/27

摘要文本

本发明属于水下节点定位技术领域,具体公开了一种双重定位系统及方法。本发明系统包括主机系统、网络交换机、中继模块、海底节点和上位机软件;海底节点包括主控微控制单元、辅助微控制单元、网络芯片和串口芯片;本发明方法包括网络定位和串口定位,网络定位首先为系统中的不同模块配置不同的IP地址,再构建虚拟界面,在虚拟界面中输入网络交换机和中继模块的IP地址实现匹配,接着通过比对网络端口号和虚拟端口号实现网络定位;串口定位是将中继模块对应的串口号和海底节点IP地址打包发送至上位机软件匹配相应的虚拟端口。本发明可以对处于工作状态、休眠状态或故障状态的海底节点进行实时定位。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种双重定位系统及方法
专利类型 发明授权
申请号 CN202311811784.1
申请日 2023/12/27
公告号 CN117478502B
公开日 2024/3/19
IPC主分类号 H04L41/0803
权利人 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司; 中国石油天然气集团有限公司
发明人 袁辰; 魏启; 卢涛; 王浩; 范举; 易昌华
地址 河北省保定市涿州市范阳西路189号; 北京市东城区东直门北大街9号

专利主权项内容

1.一种双重定位方法,其特征在于,采用双重定位系统来实现,所述双重定位系统包括主机系统、A台网络交换机、A台中继模块、B个海底节点,主机系统上安装有上位机软件,其中A≥1,B≥2且B>A;主机系统、A台网络交换机、A台中继模块和B个海底节点构成局域网;A台网络交换机和A台中继模块,使用时根据各自的IP地址一一配对形成A组组合,每组组合由一台网络交换机和一台中继模块组成;所述上位机软件用于输入网络交换机的IP地址和中继模块的IP地址,构建虚拟位置显示界面,所述虚拟位置显示界面包括N个虚拟端口;每台所述网络交换机设有M个网络端口,每台所述中继模块设有N个串口,其中M>N;主机系统通过网口与网络交换机的网络端口通信相连;所述网络交换机的网络端口与中继模块的串口通信相连;所述海底节点内部包括主控微控制单元、辅助微控制单元、网络芯片和串口芯片;所述主控微控制单元用于网络通信,所述辅助微控制单元用于主动读取主控微控制单元中的IP地址,控制海底节点休眠或启动;所述主控微控制单元通过网络芯片与网络交换机的网络端口通信相连,所述辅助微控制单元通过串口芯片与中继模块的串口通信相连;同一个海底节点的主控微控制单元与第a组组合中网络交换机的第m个网络端口相连,辅助微控制单元与第a组组合中中继模块的第m个串口相连,其中a[1,A],m/>[1,N];所述双重定位方法包括网络定位和串口定位;进行网络定位或串口定位之前首先进行配置过程,所述配置过程包括依次进行的以下步骤:S1、为安装有上位机软件的主机系统设置主机IP地址,为A台网络交换机分别设置IP地址,为A台中继模块分别设置IP地址,为B个海底节点的主控微控制单元分别设置海底节点IP地址,同时为B个海底节点分别设置海底节点MAC地址;S2、于步骤S1主机系统的上位机软件中构建A个虚拟位置显示界面,每个虚拟位置显示界面包括N个虚拟端口;S3、于虚拟位置显示界面中输入A台网络交换机的IP地址和A台中继模块的IP地址,上位机软件搜索局域网内所有IP地址,将属于同一组的网络交换机和中继模块的IP地址进行匹配关联配对,形成A组组合;配置结束后于网络定位和串口定位中任意选择一种定位方式执行,执行成功或执行失败均继续执行另一种定位方式;所述网络定位包括依次进行的以下步骤:M1、所有海底节点通过网络交换机采用用户数据报协议UDP向外广播自身对应的IP地址,主机系统监听用户数据报协议获得所有播报的海底节点,并通过TCP/IP与所有海底节点建立连接;M2、主机系统与所有海底节点建立连接后,上位机软件向所有海底节点索要每个海底节点对应的MAC地址,同时上位机软件访问与海底节点连接的网络交换机的MAC地址表,读取MAC地址表上每个端口号对应的MAC地址,从而获取每个海底节点的MAC地址相匹配的网络交换机网络端口号;M3、根据步骤M1与步骤M2,上位机软件将每个海底节点的IP地址与其相对应的网络交换机端口号进行关联,得到关联后的地址信息,并根据端口号确定虚拟端口的位置,将海底节点放入虚拟位置显示界面对应的虚拟端口内,实现网络定位;若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中显示网络定位标识,则证明网络定位成功;若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中未显示网络定位标识,则证明网络定位失败;所述串口定位包括依次进行的以下步骤:P1、海底节点辅助微控制单元通过串口芯片访问中继模块,并将海底节点的IP地址发送至中继模块;P2、中继模块将中继模块串口号与海底节点IP地址打包上传至上位机软件;P3、上位机软件读取中继模块的串口号,并在局域网内搜索所有IP地址,找到与步骤P2中IP地址一致的海底节点,并放入虚拟位置显示界面与中继模块串口号对应的虚拟端口内,实现串口定位;若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中显示串口定位标识,则证明串口定位成功;若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中未显示串口定位标识,则证明串口定位失败。 来自:马 克 团 队