物联网化阴极保护系统介绍
基于物联网的智能阴极保护系统是一套采用物联网技术的，面向阴极保护领域的远程无线监控系统，主要实现了对恒电位仪及管道沿线电位等参数的无线控制和测量，用户通过电子地图以及专用的阴极保护管理平台软件，可以随时观察到管道阴极保护的各项数据，配合系统提供的辅助分析工具软件，可以对阴极保护的状态及故障进行评价分析。
针对目前站场以及外输管线现场管道阴极保护管理的需要，智能阴极保护数据采集系统主要解决了以下问题：
(1) 全线阴保数据准确、完整、及时采集
站场以及管道沿线阴保相关数据通过中移动物联网自动采集并自动发送到管理中心，包括恒电位仪的运行数据：输出电压值、输出电流值、采集参比值等参数；测量桩的数据包括：自然电位值、极化电位值、断电电位值、管道交流干扰电压值、管道直流干扰电压值、直流电流密度、交流电流密度、温湿度、信号强度、电池剩余电量、经纬度等参数值；同时可以对恒电位仪和电位智能无线采集器进行远程无线控制。此外，管道沿线的电位智能无线采集器（触发型）能够对随机发生的强交流、直流干扰的程度、时间进行监测的触发记录存储与发送功能。
(2) 阴极保护的集中管理
将站场以及管道全线阴极保护运行数据及相关信息通过阴极保护管理平台汇总后（包括管道信息、干扰源、沿线土壤及周围环境等），由管理单位的阴保专业工程师进行管理与分析，将有效提高阴极保护管理的效果。
(3) 数据汇总及辅助分析
自动存储上传的运行数据，将形成图表和报表，方便用户分析和评价。系统可以协助用户分析运行状况，对故障的处理提供参考方法，为管道与站库完整性管理提供阴极保护领域的基础数据与评价分析功能，也为安全与生产提供相应的预警功能；
1.系统方案框图
基本方案系统包括：电位智能无线采集器/腐蚀速率智能无线采集器、恒电位仪、智能阴极保护管理平台软件（PC版系统管理软件和智能移动终端安卓APP版设备管理软件）以及配套的台式计算机、智能移动终端（安卓系统手机或平板电脑）、测试桩桩体（与电位智能无线采集器配套）、长效极化参比电极/腐蚀速率电极、天线、电池等配件。电位智能无线采集器配套电池的理论寿命不少于5年（以每天发送一组数据计算）；所有硬件产品寿命不少于5年。数据采集上传采用中国移动物联网专网作为通讯网络，无中移动通讯网络覆盖的部分地区，电位智能无线采集器将选用内置低功耗无线扩频技术的物联网通讯模组，作为无网络覆盖区域的补充。
在系统方案框图中包括如下内容:
阴极保护系统智能化系统框图
框图说明：
（1）智能阴极保护电位无线远传桩YC-RTU系列：其安装在管道沿线或站库的储罐周围，完成被监测管道或储罐的阴极保护电位值测量，其硬件组成包括：
1) 电位智能无线采集器/腐蚀速率智能无线采集器
2) 高能电池组供电模块/太阳能供电模块
3) 通讯天线
4) 金属桩体（或采用玻璃钢桩体等）
5) 长效极化参比电极/腐蚀速率电极
（2）智能恒电位仪YC-CPM系列：其安装在被保护管道起点或终点的阴保间内，其内置了通讯端口（标准RS485）或无线通讯模块，可以与恒电位仪智能数据采集器等模块实现恒电位仪运行数据的远传与远控功能，其硬件组成包括：
1) 恒电位仪
2) 恒电位仪智能数据采集器
（3）智能阴极保护管理平台：其包括Windows版和手机版软件，其中Windows版安装在用户数据管理中心，可完成数据的采集与分析功能；手机版软件用于手机端应用APP，方便现场的安装调试等应用；
1) 智能阴极保护系统管理软件
2) 智能移动终端设备管理软件（手机APP）
3) 配套的服务器-台式计算机
4) 智能移动终端-安卓手机
2、系统方案说明
建设N个管道电位监测点（采用电位智能无线采集器），通过中移动GPRS物联网（或低功耗无线扩频网络）实现实时监测保护电位，及时发现保护电位不达标的情况，同时监测附近干扰源产生的杂散电流干扰的影响，获取更准确的数值，并辅助分析杂散干扰状况。为有效排除杂散电流的腐蚀影响提供数据参考。
阴保站建于用户场地（或无人值守站），无需人员实时管理，阴极保护恒电位仪运行在阴保站内，通过加装恒电位仪智能数据采集器后，将恒电位仪的运行数据和状态，发送至智能阴极保护管理平台中，及时发现恒电位仪运行中的异常状态，确保阴极保护恒电位仪的稳定输出。
恒电位仪智能数据采集器与恒电位仪相配合，可实现上传数据与下传控制指令（需要现场运行的恒电位仪具备RS485数据通讯端口）。
所有电位智能无线采集器的通讯芯片均采用工业级专用网络芯片，确保信息安全以及系统在复杂自然环境的适用性。建议采用中国移动物联网专网专号通讯（无中移动通讯网络的部分地区，采用低功耗无线扩频物联网通讯，作为网络覆盖的补充）。同时，电位智能无线采集器的现场参数设置以及现场数据读取，均采用无线低功耗蓝牙BLE4.0技术，通讯距离10米，数据传输稳定、可靠、安全。可以在现场通过智能移动终端（安卓操作系统APP软件）或者平板电脑，读取电位智能无线采集器的内部参数和历史数据，方便现场设备的安装与维修保养。
智能阴极保护电位无线远传桩YC-RTU系列性能技术参数
硬件主要组成：智能电位无线采集器、高能电池组供电模块、通讯天线
金属（或非金属）桩体、长效极化参比电极等
智能电位无线采集器
安装条件
1) 安装方式：室外桩体内安装。
2) 环境温度：-40℃～＋80℃。
3) 安装使用地点无强烈振动和冲击；具有电位智能无线采集器所需的通讯条件。
功能指标
1) 自然电位、通电电位、断电电位采集通道：
a. 采样范围：-5.0V～＋5.0V，-20.0V～＋20.00V
或-100.0V～＋100.0V 的量程自动切换
b. 分辨率：10mV
c. 输入阻抗：≥10MΩ
d. 准确度不低于1 级（误差≤1%）
e. 数据采集通道：1路；
2) 交流干扰电压采集通道：
a. 采样范围：0V~10V或0V~100V
b. 输入阻抗：≥10MΩ
c. 准确度不低于1 级（误差≤1%）
d. 数据采集通道：1路；
3) 交流腐蚀试片交流电流、直流电流
a. 交流电流采样范围：0～10mA，0～100mA 的量程自动切换
b. 直流电流采样范围：-1mA～＋1mA，-20mA～＋20mA 的量程自动切换
c. 交、直流电流采样误差≤1%
d. 数据采集通道：1路；
4) 阴极保护电位试片电流
a. 直流电流采样范围：-1mA～＋1mA，-20mA～＋20mA 的自动量程切换
b. 直流电流采样误差≤1%
5) 电位采集器温度
a. 采样范围：-40℃～80℃；
b. 采样误差：≤±0.5℃；
c. 数据采集通道：1路；
6) 电位采集器湿度
a. 采样范围：0%RH～99.9%RH；
b. 采样误差：≤± 3%RH；
c. 数据采集通道：1路；
7）设备保护性能
a、输入阻抗：≥100MΩ
b、隔离保护：参比输入隔离电压（2KVAC/60S）
c、防雷保护：参比电位输入端具有防雷击保护功能
d、绝缘电阻：参比线与外壳、零位线与外壳的绝缘电阻>10MΩ
e、抗干扰性：抗交流干扰电压30VAC
f、介电强度：1500V并历时1min无击穿和闪络现象
h、防护措施：印刷电路板采取防潮、防盐雾、防细菌的措施
电位智能无线采集器的通讯芯片均采用工业级专用网络芯片，确保信息安全以及系统在复杂自然环境的适用性。本项目智能测试桩信号传输采用4G物联网卡。
智能阴极保护电位无线采集器的现场参数设置以及现场数据读取，均采用无线低功耗蓝牙BLE4.0技术，通讯距离3-5米，数据传输稳定、可靠、安全。可以在现场通过智能移动手机（安卓操作系统APP软件），读取电位智能无线采集器的内部参数和历史数据，方便现场设备的安装与维修保养。
