2024年4月29日，浙江海洋大学海天智能物联网实验室团队与苏州特域机器人科技有限公司在长三角机器人与人工智能研究院完成了埋地管道模拟环境的信号传输测试。本次测试团队使用了自主研发的 TKG-320 TurMassTM双通道网关与收发终端测试方案，成功完成了多种模拟环境下埋地管道的通信测试，验证 TurMassTM技术在埋地管道环境下进行实时通信和数据传输的穿透性和可靠性。
系统架构
TKG-320 TurMassTM双通道网关系统架构如图所示，网关是 TurMass 系统组网的核心设备之一，用于节点的连接和管理。TKG-320 可以通过 4G 或者以太网络，将终端节点采集的信息上传至管理云平台。TKG-320 双通道网关提供本地串口，可通过串口进行配置和状态查询。网关主要由主控 MCU、TurMass 模组、天线以及各种外设组成。网关有两个 TurMass 模组，分别为主机（Master）模式和从机（Slave）模式。Slave 须收到 Master 的信标（BCN）信号来保持同步。Master 和 Slave 负责两个子频带的同收同发。
图1. TKG-320 TurMassTM双通道网关系统架构图
多种模拟环境下埋地管道的通信测试
本次测试主要对四种不同模拟环境进行了通信测试：
（1）非密封管道测试：管道进出口不密封，并与空气接触，网关置于管道内部进行测试，终端在外部进行收发信号，最大测试距离 10 m；
图2. 测试一：网关置于管内（左）；终端置于管外（右）
（2）半密封管道测试：管道进出口使用金属隔板遮挡，管道进出口周向约 45°范围内有最大为 2 cm的缝隙与空气接触，网关置于管道内部进行测试，终端在外部进行收发信号，最大测试距离 10 m；
图3. 测试二：利用金属隔板进行管口半密封（左）；终端置于管外（右）
（3）障碍物阻碍的半密封管道测试：使用测试 2 中的半密封管道，网关置于管道内部进行测试，终端与管道之间存在墙体障碍，最大测试距离 10 m；
图4. 测试三：终端与管道间存在墙体障碍
（4）垂直方向信号收发测试：网关置于地面一层，终端置于地下一层进行收发信号，最大测试距离 8 m。
图5. 测试四：终端置于地下一层进行信号收发
通过使用 MassConfig 软件和 MassView 软件对测试结果进行可视化如图所示，测试信号成功传输至网关。测试成功验证了 TurMassTM 技术在埋地管道环境下进行实时通信和数据传输的可靠性和高效性。
图6. 通信测试结果
总结
本次多种模拟环境下埋地管道通信测试成功，有效验证了 TurMassTM 作为新一代低功耗广域网（LPWAN）通信技术在复杂环境中具备可行性和可靠性。TurMassTM 通信技术在信号的穿透能力方面具有显著的优势。这次测试进一步证实了海天智能物联网实验室团队在模拟环境中对 LPWAN 技术应用于埋地管道环境的猜想，并展示了 LPWAN 技术在埋地管道实时监测的应用潜力。
