一種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其技術(shù)方案是：主要由數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊、ZigBee移動(dòng)終端組成，數(shù)據(jù)采集模塊從現(xiàn)場(chǎng)采集固井的施工參數(shù)，ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊與數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，接收Z(yǔ)igBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊接收到的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，然后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、發(fā)布、顯示；ZigBee移動(dòng)終端用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)布出來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)。有益效果是：真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)不必布線，減少布線的工作難度和工作量。同時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)發(fā)布，讓工作在各個(gè)崗位的固井工程師可以通過(guò)ZigBee移動(dòng)終端隨地實(shí)時(shí)查看固井的施工參數(shù)。
【專利說(shuō)明】—種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油固井行業(yè)，特別涉及一種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，油田固井是石油開(kāi)采過(guò)程中一項(xiàng)重要的過(guò)程工藝，固井的工作性質(zhì)比較特殊，每口井的一次工作時(shí)間大約持續(xù)幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí)，要精準(zhǔn)掌握固井的各項(xiàng)施工參數(shù)，必須有便捷的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。傳統(tǒng)的布信號(hào)線的方法有很多弊端，比如信號(hào)線布設(shè)距離長(zhǎng)、信號(hào)線容易被干擾、布線工作量大、信號(hào)線容易損壞等等。因此大多是各個(gè)傳感器獨(dú)立工作，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)人工在各個(gè)傳感器中查看數(shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全程采集保存，不利于固井事故中的后期數(shù)據(jù)分析，也不利于正常固井中的質(zhì)量評(píng)估。
[0003]固井現(xiàn)場(chǎng)一般會(huì)存在的建筑物有鉆井平臺(tái)、泥漿池、泥漿泵、水泥罐、水泥車、水車、鉆井設(shè)備存放的集裝箱、鉆井工人現(xiàn)場(chǎng)生活的集裝箱，也就是金屬物品很多，很多集裝箱都是有序排放的，可以組成現(xiàn)場(chǎng)的普通無(wú)線通訊的屏蔽。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)固井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸保存，由于ZigBee的功耗較低，目前階段的傳感器也大多使用了低功耗的電子器件，因此很容易實(shí)現(xiàn)電池供電，讓現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)線、電源線距離最短或者無(wú)需信號(hào)線、電源線。
[0005]其技術(shù)方案是:主要由數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊、ZigBee移動(dòng)終端組成，數(shù)據(jù)采集模塊安裝在固井現(xiàn)場(chǎng)中，從現(xiàn)場(chǎng)傳感器中采集固井的各項(xiàng)施工參數(shù)，主要包括有水泥和泥漿的流量、密度、壓力等各項(xiàng)實(shí)時(shí)施工參數(shù)；
[0006]所述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊與數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以把數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式直接發(fā)送到與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊互連的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊；
[0007]所述的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊與附帶的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以接收Z(yǔ)igBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊接收到的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，然后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、發(fā)布、顯示；
[0008]所述的ZigBee移動(dòng)終端用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)布出來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，并且從顯示屏中顯示出來(lái)。
[0009]上述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊包括星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并由一個(gè)協(xié)調(diào)器、多個(gè)路由器、多個(gè)終端連接組成。
[0010]上述的數(shù)據(jù)采集模塊主要包括MCU處理模塊、存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤設(shè)置模塊和LCD模塊，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則負(fù)責(zé)采用現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，供給MCU處理模塊處理;MCU處理模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)，并將配置的數(shù)據(jù)參數(shù)存入到存儲(chǔ)模塊中，鍵盤設(shè)置模塊響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的按鍵信號(hào)，LCD模塊則顯示不同的按鍵的內(nèi)容和傳感器采樣信號(hào)，供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控；通過(guò)ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)配置控制命令，同時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖摇?br> [0011]上述的MCU處理模塊采用TI MSP430F5418處理模塊。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)不必布線，減少布線的工作難度和工作量。同時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)發(fā)布，讓工作在各個(gè)崗位的固井工程師可以通過(guò)ZigBee移動(dòng)終端隨地實(shí)時(shí)查看固井的施工參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]附圖1是本實(shí)用新型的原理拓?fù)鋱D；
[0014]附圖2是本實(shí)用新型的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D；
[0015]附圖3是本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)工作原理圖；
[0016]上圖中:數(shù)據(jù)采集模塊1、ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊3、ZigBee移動(dòng)終端4，協(xié)調(diào)器2.1、路由器2.2、終端2.3。

【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖1-3，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0018]本實(shí)用新型主要由數(shù)據(jù)采集模塊UZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊3、ZigBee移動(dòng)終端4組成，數(shù)據(jù)采集模塊I安裝在固井現(xiàn)場(chǎng)中，從現(xiàn)場(chǎng)傳感器中采集固井的各項(xiàng)施工參數(shù)，主要包括有水泥和泥漿的流量、密度、壓力等各項(xiàng)實(shí)時(shí)施工參數(shù)；
[0019]所述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2與數(shù)據(jù)采集模塊I通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以把數(shù)據(jù)采集模塊I發(fā)送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式直接發(fā)送到與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊3互連的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊；
[0020]所述的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊3與附帶的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以接收Z(yǔ)igBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2接收到的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，然后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、發(fā)布、顯示；
[0021]所述的ZigBee移動(dòng)終端4用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊3發(fā)布出來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，并且從顯示屏中顯示出來(lái)。
[0022]上述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊2包括星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并由一個(gè)協(xié)調(diào)器2.1、多個(gè)路由器2.2、多個(gè)終端2.3連接組成，在一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)中，有且只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器，可以接受、發(fā)送數(shù)據(jù)。路由器可以與協(xié)調(diào)器互連，也可以與終端互連，可以接收、發(fā)送、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。終端可以與協(xié)調(diào)器互連，也可以與路由器互連，可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。相互之間，都可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳遞，協(xié)調(diào)器可以發(fā)送廣播數(shù)據(jù)。終端節(jié)點(diǎn)功耗非常低，一節(jié)電池甚至可以工作幾年。當(dāng)某個(gè)路由節(jié)點(diǎn)失效或者僅信號(hào)不好，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以很快自動(dòng)計(jì)算出一條新路由進(jìn)行傳遞數(shù)據(jù)。
[0023]上述的數(shù)據(jù)采集模塊I主要包括MCU處理模塊、存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤設(shè)置模塊和LCD模塊，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則負(fù)責(zé)采用現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，供給MCU處理模塊處理；MCU處理模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)，并將配置的數(shù)據(jù)參數(shù)存入到存儲(chǔ)模塊中，鍵盤設(shè)置模塊響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的按鍵信號(hào)，LCD模塊則顯示不同的按鍵的內(nèi)容和傳感器采樣信號(hào)，供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控；通過(guò)ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)配置控制命令，同時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖摇?br> [0024]上述的MCU處理模塊采用TI MSP430F5418處理模塊。
[0025]需要說(shuō)明的是=ZigBee無(wú)線通訊模塊是各個(gè)模塊之間無(wú)線通訊的網(wǎng)絡(luò)承載模塊；ZigBee無(wú)線通訊模塊是本使用新型所概述的各個(gè)模塊的連接紐帶。數(shù)據(jù)采集模塊與其附帶的ZigBee無(wú)線通訊模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線互連；數(shù)據(jù)接收模塊與其附帶的ZigBee無(wú)線通訊模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線互連；ZigBee移動(dòng)終端內(nèi)嵌有ZigBee模塊，可以接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)布出來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)。
[0026]ZigBee技術(shù)是一種先進(jìn)的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、抗干擾、高可靠性、高安全性的雙向無(wú)線通信技術(shù)，其基礎(chǔ)是IEEE 802.15.4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。ZigBee具備多種通訊模式，主要包括星狀、片狀和網(wǎng)狀等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？梢宰詣?dòng)路由計(jì)算，自動(dòng)路由選擇，特別適合環(huán)境多變的固井工作環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.一種用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是:主要由數(shù)據(jù)采集模塊(I)、ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊(3)、ZigBee移動(dòng)終端(4)組成，數(shù)據(jù)采集模塊(I)安裝在固井現(xiàn)場(chǎng)中，從現(xiàn)場(chǎng)傳感器中采集固井的各項(xiàng)施工參數(shù)，主要包括有水泥和泥漿的流量、密度、壓力等各項(xiàng)實(shí)時(shí)施工參數(shù)； 所述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)與數(shù)據(jù)采集模塊(I)通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以把數(shù)據(jù)采集模塊(I)發(fā)送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式直接發(fā)送到與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊(3)互連的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊； 所述的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊(3)與附帶的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)通過(guò)數(shù)據(jù)線互連，可以接收Z(yǔ)igBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)接收到的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，然后完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、發(fā)布、顯示； 所述的ZigBee移動(dòng)終端(4)用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接收模塊(3)發(fā)布出來(lái)的實(shí)時(shí)施工參數(shù)數(shù)據(jù)，并且從顯示屏中顯示出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是:所述的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)包括星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并由一個(gè)協(xié)調(diào)器(2.1)、多個(gè)路由器(2.2)、多個(gè)終端(2.3)連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是:所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)主要包括MCU處理模塊、存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤設(shè)置模塊和LCD模塊，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則負(fù)責(zé)采用現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，供給MCU處理模塊處理；MCU處理模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)，并將配置的數(shù)據(jù)參數(shù)存入到存儲(chǔ)模塊中，鍵盤設(shè)置模塊響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的按鍵信號(hào)，LCD模塊則顯示不同的按鍵的內(nèi)容和傳感器采樣信號(hào)，供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控；通過(guò)ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊(2)接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)配置控制命令，同時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖摇?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于固井行業(yè)使用的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是:所述的MCU處理模塊采用TI MSP430F5418處理模塊。
【文檔編號(hào)】G08C17/00GK203838865SQ201420183936
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】廖明群 申請(qǐng)人:福州藍(lán)帆電子技術(shù)服務(wù)有限公司