計算機控制下的抽油機數據無線採集系統的製作方法
2023-05-16 02:03:46 1
專利名稱：計算機控制下的抽油機數據無線採集系統的製作方法
技術領域：
本實用新型 涉及一種應用於油田上對抽油機數據進行採集的裝置。
背景技術：
抽油機井的管理是油田生產管理中關鍵環節之一，目前我國大多數油田抽油井的現狀是油井分散、分布範圍廣、地區偏遠、不易管理；油井管理中的大量生產數據全靠人工進行採集、消耗了大量的人力和財力；油田現場基本沒有測量測試設備，判斷抽油機的工作狀態主要靠工人的經驗。這種現狀導致抽油機出現故障無法及時發現，影響了油田的正常生產，造成不必要甚至是巨大的經濟損失，同時，在技術、經濟上不能適應油田自動化、信息化發展的要求。針對這種問題，已經有技術人員提出了一種抽油機數據無線採集方案。但是，這種不需要人為參與的方案經過一段時間的試驗性應用後，被發現存在著如下問題由於數據為遠程無線傳遞，加密性能差，非常容易被篡改，從而導致油田管理者通過該系統獲得的抽油機數據不準確。
發明內容為了解決背景技術中所提到的技術問題，本實用新型提供一種新的計算機控制下的抽油機數據無線採集系統，該種系統中增加了安全晶片，並且在安全晶片和計算機之間採用同步時鐘，使得數據能夠被加密，防止了數據無線傳輸過程中的被篡改現象。本實用新型的技術方案是該種計算機控制下的抽油機數據無線採集系統，包括STC系列單片機、鋼絲繩拉力傳感器、驅動電機溫度傳感器和電流傳感器，此外，包括與STC系列單片機相配合的HD7710GPRS模塊、MAX232通信模塊、抽油機控制繼電器和鍵盤，其特徵在於所述系統還包括一臺測速發電機、一個全波整流平均值濾波電路、一個MAX186CCPP型A/D轉換模塊、數據處理模塊、TF32A09安全晶片以及DS12887時鐘晶片；其中，所述數據處理模塊分為電流處理單元和電壓處理單元，其電壓類信號輸入端分別與鋼絲繩拉力傳感器和驅動電機溫度傳感器的信號輸出端相連接，其電流類信號輸入端分別與電流傳感器和全波整流平均值濾波電路的信號輸出端相連接；所述測速發電機的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；前述數據處理模塊的信號輸出端連接至TF32A09安全晶片的數據信號輸入端；所述TF32A09安全晶片的數據信號輸出端分別連接至STC系列單片機的對應數據採樣信號輸入端；所述DS12887時鐘晶片的時鐘信號輸出端同時連接到所述STC系列單片機和TF32A09安全晶片的時鐘信號輸入端，以實現二者的時鐘同步。本實用新型具有如下有益效果本種數據採集系統針對油田上抽油機的實際特點而設計，將無線通信技術和單片機以及安全晶片技術結合起來提出了一種新的設計構思，這一設計構思過程式發明人在進行《基於日誌關聯分析的入侵檢測技術研究》這一項目時受到啟發而完成的，由於在系統中增加了安全晶片，並且在安全晶片和計算機之間採用同步時鐘，從而使得數據能夠被加密，防止了數據無線傳輸過程中的被篡改現象。整個系統具有數據採集、溫度監控、電機自動運行控制、數據無線傳輸等功能，可以實現對抽油機的運行狀況進行實時數據採集與監控。經過實驗測試，該系統能夠有效的實現對油井的監管，減少了操作人員的勞動量，降低了誤差，節約能源，提高了整體的安全性。
圖I是本實用新型的構成原理示意圖。圖2是本實用新型所述數據處理模塊中電流處理單元的電氣原理圖。圖3是本實用新型所述數據處理模塊中電壓處理單元的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖I所示，該種計算機控制下的抽油機數據無線採集系統，包括STC系列單片·機、鋼絲繩拉力傳感器、驅動電機溫度傳感器和電流傳感器，此外，包括與STC系列單片機相配合的HD7710GPRS模塊、MAX232通信模塊、抽油機控制繼電器和鍵盤，其特徵在於所述系統還包括一臺測速發電機、一個全波整流平均值濾波電路、一個MAX186CCPP型A/D轉換模塊、數據處理模塊、TF32A09安全晶片以及DS12887時鐘晶片；其中，所述數據處理模塊分為電流處理單元和電壓處理單元，其電壓類信號輸入端分別與鋼絲繩拉力傳感器和驅動電機溫度傳感器的信號輸出端相連接，其電流類信號輸入端分別與電流傳感器和全波整流平均值濾波電路的信號輸出端相連接；所述測速發電機的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；前述數據處理模塊的信號輸出端連接至TF32A09安全晶片的數據信號輸入端；所述TF32A09安全晶片的數據信號輸出端分別連接至STC系列單片機的對應數據採樣信號輸入端；所述DS12887時鐘晶片的時鐘信號輸出端同時連接到所述STC系列單片機和TF32A09安全晶片的時鐘信號輸入端，以實現二者的時鐘同步。具體實施時，測速發電機需要與抽油機電機同軸連接，全波整流平均值濾波電路作用是將測速發電機輸出的交流電壓信號進行全波整流，得到直流電信號後，再送入平均值濾波器濾波，得到直流電信號的平均值，再由A/D模數轉換晶片轉化為數位訊號，經過安全晶片加密後，再送至單片機對該數位訊號進行處理後轉化為電機轉速數據。圖2和圖3是本實用新型所述數據處理模塊中電流信號和電壓信號處理單元的電氣原理圖。其中AD620起到放大800倍的作用，而LM324在電路起到電壓比較的作用，同時由於接入了 RC濾波電路，使得數據採集的更為平穩。穩定的輸出信號由U1-3連接到MAX186CCPP的信號輸入端，從而實現進一步處理。
權利要求1.一種計算機控制下的抽油機數據無線採集系統，包括STC系列單片機、鋼絲繩拉力傳感器、驅動電機溫度傳感器和電流傳感器，此外，包括與STC系列單片機相配合的HD77IOGPRS模塊、MAX232通信模塊、抽油機控制繼電器和鍵盤，其特徵在於所述系統還包括一臺測速發電機、一個全波整流平均值濾波電路、一個MAX186CCPP型A/D轉換模塊、數據處理模塊、TF32A09安全晶片以及DS12887時鐘晶片；其中，所述數據處理模塊分為電流處理單元和電壓處理單元，其電壓類信號輸入端分別與鋼絲繩拉力傳感器和驅動電機溫度傳感器的信號輸出端相連接，其電流類信號輸入端分別與電流傳感器和全波整流平均值濾波電路的信號輸出端相連接；所述測速發電機的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；前述數據處理模塊的信號輸出端連接至TF32A09安全晶片的數據信號輸入端；所述TF32A09安全晶片的數據信號輸出端分別連接至STC系列單片機的對應數據採樣信號輸入端；所述DS12887時鐘晶片的時鐘信號輸出端同時連接到所述STC系列單片機和TF32A09安全晶片的時鐘信號輸入端，以實現二者的時鐘同步。·
專利摘要一種計算機控制下的抽油機數據無線採集系統。主要解決現有的抽油機數據無線採集系統沒有加密措施，所採集的數據容易被人為篡改的問題。其特徵在於所述系統還包括測速發電機、全波整流平均值濾波電路、MAX186CCPP型A/D轉換模塊、數據處理模塊、TF32A09安全晶片以及DS12887時鐘晶片；前述數據處理模塊的信號輸出端連接至TF32A09安全晶片的數據信號輸入端；TF32A09安全晶片的數據信號輸出端分別連接至STC系列單片機的對應數據採樣信號輸入端；所述DS12887時鐘晶片的時鐘信號輸出端同時連接到所述STC系列單片機和TF32A09安全晶片的時鐘信號輸入端，以實現二者的時鐘同步。該系統使得數據能夠被加密，保證了無線傳輸過程中數據的安全性。
文檔編號G08C17/02GK202771233SQ20122039119
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者賈美娟, 李梓, 孔靚 申請人:中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局