一種數據遠程傳輸系統及方法
2023-12-05 19:40:01
一種數據遠程傳輸系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種數據遠程傳輸系統及方法，所述系統包括：壓力採集單元，用於採集並轉換所述管道的第一壓力信號；終端，用於對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密，通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心；所述移動監控中心將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並將所述第三壓力信號發送至固定監控中心；所述固定監控中心用於將所述移動監控中心發送的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。如此，可通過無線網絡實現數據傳輸。
【專利說明】一種數據遠程傳輸系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油天然氣儲運【技術領域】，尤其涉及一種數據遠程傳輸系統及方法。
【背景技術】
[0002]在石油儲運中，管道是保證石油和天然氣的正常輸送，保證油氣管道的正常運行的關鍵。發展管道運輸業對於石油石化企業進一步優化內部原油資源配置、加快國外原油資源的利用、降低經營成本、參與國際競爭、改善國民經濟運行質量都具有極為重要的意義。
[0003]管道壓力監測是石油和天然氣管道投產前或者投產運行中的一項極其重要的工作。目前，常規的管道壓力監測方式是將壓力變送器採集到的數據通過線纜傳輸到監控設備，但是這種方式在比較偏僻的地區和無法鋪設線纜的地方難以實現，並且對於需要頻繁移動的遠程監控中心就更難以實現。另外，如果對於需要臨時監控壓力的管線，鋪設線纜就會使成本大大提高；但是，如果工作人員在現場時刻監視壓力變送器，不僅會耗費大量的人力物力，數據傳輸的精度及實時性也達不到生產需求。且在環境惡劣的地方，工作人員的安全也無法得到保障。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的問題，本發明的實施例中提供了一種數據遠程傳輸系統及方法，用於解決現有技術中，在無法鋪設電纜的情況下，難以實現數據的數據遠程傳輸的技術問題。
[0005]本發明提供了一種數據遠程傳輸系統，所述系統包括:
[0006]壓力採集單元，所述壓力採集單元用於採集並轉換所述管道的第一壓力信號；
[0007]終端，所述終端用於對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密；通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心；
[0008]移動監控中心，所述移動監控中心將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並將所述第三壓力信號發送至固定監控中心；
[0009]固定監控中心，所述固定監控中心用於將所述移動監控中心發送的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
[0010]上述方案中，所述固定監控中心還用於:
[0011]通過無線網絡對所述壓力採集單元及所述終端的參數進行遠程配置；其中，
[0012]所述壓力採集單元的參數包括:採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值；
[0013]所述終端的參數包括:所述終端的採樣周期。
[0014]上述方案中，所述系統還包括:供電單元；其中，所述供電單元用於對所述壓力採集單元、所述終端進行供電。
[0015]上述方案中，所述終端包括:
[0016]信號採集卡，所述信號採集卡用於採集所述第一壓力信號，並將所述第一壓力信號轉換為第二壓力信號；
[0017]第一處理器，所述第一處理器用於接收所述第二壓力信號，根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；
[0018]第二處理器，所述第二處理器用於對所述第三壓力信號進行轉換處理，將所述第三壓力信號轉換成對應的壓力值，通過第三顯示屏顯示所述壓力值；
[0019]數據傳輸單元DTU，所述DTU用於將所述第三壓力信號通過無線網絡傳輸至所述移動監控中心。
[0020]上述方案中，所述第二處理器還用於:將所述第三壓力信號封裝成數據包，存儲在臨時存儲器中；
[0021]加密所述數據包，將所述加密後的所述數據包發送至所述DTU。
[0022]本本發明還提供了一種數據遠程傳輸方法，所述方法包括:
[0023]採集並轉換所述管道的第一壓力信號；
[0024]對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、力口密，通過無線網絡發送所述第三壓力信號；
[0025]將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，發送所述第三壓力信號；
[0026]將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
[0027]上述方案中，所述將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號後，所述方法還包括:
[0028]通過無線網絡對所述壓力採集單元的參數及壓力採集單元及終端的參數進行遠程配置；其中，
[0029]所述壓力採集單元的參數包括:採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值；
[0030]所述參數包括:所述終端的採樣周期。
[0031]本發明實施例提供的數據遠程傳輸系統及方法，採集並轉換所述管道的第一壓力信號；對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密，通過無線網絡發送所述第三壓力信號；將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，發送所述第三壓力信號；將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號，如此，在難以鋪設有線電纜的地區，實現了數據的遠程無線傳輸和遠程監控中心的可移動化，確保了數據傳輸的實時性及傳輸精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明實施例一提供的數據遠程傳輸系統的整體結構示意圖；
[0033]圖2為本發明實施例一提供的終端的結構示意圖；
[0034]圖3為本發明實施例一提供的固定監控中心的結構示意圖；
[0035]圖4為本發明實施例一提供的數據遠程傳輸系統的工作原理示意圖；
[0036]圖5為本發明實施例二提供的數據遠程傳輸方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了有效解決較偏僻或無法鋪設線纜的地區面臨的管道壓力監測難的問題，本發明實施例提供一種數據遠程傳輸系統，所述系統包括:壓力採集單元，所述壓力採集單元用於採集並轉換所述管道的第一壓力信號；終端，所述終端用於對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密；通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心；移動監控中心，所述移動監控中心將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並將所述第三壓力信號發送至固定監控中心；固定監控中心，所述固定監控中心用於將所述移動監控中心發送的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
[0038]下面通過附圖及具體實施例對本發明的技術方案做進一步詳細的說明。
[0039]實施例一
[0040]本發明實施例提供的管道壓力數據遠程無線傳輸系統，如圖1所示，所述系統包括壓力採集單元11、終端12、移動監控中心13、固定監控中心14 ;其中，
[0041]所述壓力採集單元11用於採集並轉換所述管道的第一壓力信號，將所述第一壓力信號發送至所述終端12 ;其中，所述第一壓力信號為4?20mA的模擬電流信號。
[0042]所述終端12用於對接收到的所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密；通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心13或固定監控中心14 ;其中，所述第二壓力信號為數字電壓信號。
[0043]所述移動監控中心13可將接收到的所述第三壓力信號進行臨時存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並通過無線網絡或串口通信的方式將所述第三壓力信號發送至固定監控中心14;
[0044]當所述固定中心14接收到所述第三壓力信號時，所述固定監控中心14用於將的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號，以供固定中心14的監控人員實時監控現場的壓力數據。
[0045]其中，所述壓力採集單元11可以包括壓力變送器；所述第一顯示屏可以為0LED液晶顯示屏；所述第二顯示屏可以為0LED液晶顯示屏，用於對壓力值、時間、終端12的配置界面等的顯示。
[0046]這裡，當需要所述終端12的參數進行遠程配置時，可以通過移動監控中心13進行配置，也可通過所述固定監控中心14進行配置。其中，所述終端12的參數可以包括:所述終端12的採樣周期，所述採樣周期可以為5?10秒。
[0047]這裡，所述系統還包括:供電單元15 ;其中，所述供電單元15用於對所述壓力採集單元11、所述終端12進行供電。所述供電單元15可以通過蓄電池供電，也可通過太陽能電池板供電，其中，蓄電池的供電可為12V?24V。所述壓力採集單元11、所述終端12所需電源範圍為12?24V，對電源的兼容性較強。
[0048]具體地，如圖2所示，所述終端12包括:信號採集卡21、第一處理器22、第二處理器 23、數據傳輸單元(DTU, Date Transfer Unit)24;其中，
[0049]所述信號採集卡21與所述壓力採集單元11連接，用於高速採集所述壓力採集單元11的第一壓力信號，並將所述第一壓力信號轉換為第二壓力信號；
[0050]所述第一處理器22用於接收所述第二壓力信號，根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；其中，所述第一處理器22為MSP430從處理器。
[0051]所述第二處理器23用於對所述第三壓力信號進行轉換處理，將所述第三壓力信號轉換成對應的壓力值，通過第三顯示屏顯示所述壓力值；所述第三顯示屏可以為OLED液晶顯示屏；
[0052]所述DTU 24用於將所述第三壓力信號通過無線網絡傳輸至所述移動監控中心13。其中，所述無線網絡可以為:所述DTU 24與所述移動監控中心13之間建立的通用無線分組業務(GPRS, General Packet Rad1 Service)網絡。
[0053]這裡，所述第二處理器23還用於:將所述第三壓力信號封裝成數據包，存儲在臨時存儲器中；確保壓力數據的完整性和安全性，便於對歷史數據進行複查和分析；
[0054]加密所述數據包，將所述加密後的所述數據包發送至所述DTU 24。其中，所述臨時存儲器可以為存儲卡(SD，Secure Digital);所述第二處理器為MSP430主處理器。
[0055]當需要通過移動監控中心13對所述終端12的參數進行配置時，所述移動監控中心13打開GPRS網絡，所述DTU 24與所述GPRS網絡建立連接，所述移動監控中心13通過所述GPRS網絡進入所述終端12參數的配置界面，對所述終端12的參數進行遠程配置。其中，所述參數包括:所述壓力採集單元11的採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值；所述終端12的採樣周期、校時等。
[0056]所述第一處理器22、所述第二處理器23為超低功耗微處理器，以延長終端12的工作時間。
[0057]另外，所述終端12還包括:控制面板25 ;當工作人員在管道現場時，可直接通過控制面板25對所述終端12的參數進行更改、配置。所述終端12具有低電量和鏈路不通報警功能，當通信鏈路不通時，可以將報警信息發送到移動監控中心13或固定監控中心14，有效地提示工作人員。
[0058]這裡，如圖3所示，所述固定監控中心14包括:工控機31、GPRS模塊32 ;其中，
[0059]所述工控機31用於接收所述移動監控中心13發送的第三壓力信號，將所述第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號；其中，所述工控機31與所述GPRS模塊32通過數據線或網線連接，通過無線方式或者串口通信方式接收所述第三壓力信號。
[0060]具體地，所述GPRS模塊32用於與所述DTU 24建立無線網絡連接；或者與所述移動監控中心13建立無線網絡連接；
[0061]當需要通過固定監控中心14對所述終端12的參數進行配置時，所述固定監控中心14通過所述GPRS模塊32與所述DTU 24建立GPRS無線網絡連接，所述固定監控中心14通過所述GPRS網絡登錄到所述終端12參數的配置界面，對所述終端12的參數進行遠程配置。
[0062]實際應用時，可將本實施例提供的所述數據遠程傳輸系統安裝到管道上，打開所述供電單元15，如圖4所示，壓力採集單元11採集管道的第一壓力信號，並將第一壓力信號轉換成4?20mA電流信號，並將所述電流信號傳送給終端12的信號採集卡21 ;所述信號採集卡21將所述電流信號轉換為模擬電壓信號，再將所述模擬電壓信號轉換為第二壓力信號，將所述第二壓力信號發送至所述第一處理器22 ;所述第一處理器22根據設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選得到第三壓力信號，並將所述第三壓力信號傳送給第二處理器23 ;所述第二處理器23將第三壓力信號數據換算成對應的壓力值顯示在終端12的液晶顯示屏上，然後將第三壓力信號和終端12狀態信息封包存儲在所述SD卡中，最後將封包數據加密後發送給DTU 24模塊；所述DTU 24模塊接到數據包後通過無線傳輸網絡直接發送給遠程移動監控中心13 ;移動監控中心13將壓力數據存儲至存儲器中，並顯示在移動監控中心13的顯示屏上；所述移動監控中心13通過無線方式或串口通信方式將數據包發送給固定監控中心14，所述固定監控中心14接到數據包後，將所述數據包存儲至資料庫中，並在所述固定監控中心14的顯示屏上顯示所述壓力。其中，終端12所使用的DTU 24模塊採用GPRS專網進行點對點透傳通信，通信速率高，通信網絡穩定可靠。
[0063]本發明實施例提供的數據遠程傳輸系統通過無線網絡可以精確並實時地傳輸壓力數據，減少了人力物力的損耗，保障了工作人員在偏僻地區和惡劣環境中工作的安全；
[0064]終端12攜帶方便、拆卸簡單，可以隨時更換使用地點，可移動性好；移動監控中心可以實現監控中心的可移動化，可以隨時隨地接收數據，隨時隨地監控現場管道的壓力數據；無需現場任何操作即可對終端12進行遠程配置和設置；壓力採集精度高，採樣頻率高，所述移動監控中心13及所述固定監控中心14可以通過壓力曲線直觀並精確地看到壓力值的變化情況。
[0065]實施例二
[0066]相對於實施例一，本實施例還提供了一種數據遠程傳輸方法，如圖5所不,所述方法包括以下幾個步驟:
[0067]步驟501，採集並轉換管道的第一壓力信號；
[0068]通過壓力採集單元採集並轉換所述管道的第一壓力信號，將所述第一壓力信號發送至終端；其中，所述第一壓力信號為4?20mA的模擬電流信號。其中，所述壓力採集單元可以為壓力變送器。
[0069]步驟502，對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密；通過無線網絡發送所述第三壓力信號；
[0070]本步驟中，終端對接收到的所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密，通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心或固定監控中心。
[0071]具體地，所述終端包括:信號採集卡、第一處理器、第二處理器、DTU ;其中，
[0072]所述信號採集卡與所述壓力採集單元連接，用於高速採集所述壓力採集單元的第一壓力信號，並將所述第一壓力信號轉換為第二壓力信號；
[0073]所述第一處理器用於接收所述第二壓力信號，根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；其中，所述第一處理器為MSP430從處理器。
[0074]所述第二處理器用於對所述第三壓力信號進行轉換處理，將所述第三壓力信號轉換成對應的壓力值，在終端的顯示屏上顯示所述壓力值；所述顯示屏可以為0LED液晶顯示屏。
[0075]所述DTU用於將所述第三壓力信號通過無線網絡傳輸至所述移動監控中心。其中，所述無線網絡可以為:所述DTU與所述移動監控中心之間建立的GPRS網絡。
[0076]這裡，所述第二處理器還用於:將所述第三壓力信號封裝成數據包，存儲在臨時存儲器中；確保壓力數據的完整性和安全性，便於對歷史數據進行複查和分析；
[0077]加密所述數據包，將所述加密後的所述數據包發送至所述DTU。其中，所述臨時存儲器可以為SD存儲卡；所述第二處理器為MSP430主處理器。
[0078]當需要通過移動監控中心對所述終端的參數進行配置時，所述移動監控中心打開通用無線分組業務GPRS網絡，所述DTU與所述GPRS網絡建立連接，所述移動監控中心通過所述GPRS網絡進入所述終端參數的配置界面，對所述終端的參數進行遠程配置。其中，所述參數包括:所述壓力採集單元的採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值；所述終端的採樣周期、校時等。
[0079]所述第一處理器、所述第二處理器為超低功耗微處理器，以延長終端的工作時間。
[0080]另外，所述終端還包括:控制面板；當工作人員在管道現場時，可直接通過控制面板對所述終端的參數進行更改、配置。所述終端具有低電量和鏈路不通報警功能，當通信鏈路不通時，可以將報警信息發送到移動監控中心或固定監控中心，有效地提示工作人員。
[0081]步驟503，將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，發送所述第三壓力信號；
[0082]本步驟中，當所述移動監控中心接收到第三壓力信號時，將所述第三壓力信號存儲至移動監控中心的存儲器中，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並將所述第三壓力信號通過無線網絡或串口通信的方式發送至固定監控中心；其中，所述第一顯示屏為:所述移動監控中心的顯示屏，可以為0LED液晶顯示屏。
[0083]步驟504，將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
[0084]本步驟中，當固定監控中心接收到所述移動監控中心或所述終端發送的第三壓力信號時，將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，以供工作人員查詢歷史數據，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。其中，所述第二顯示屏為:所述固定監控中心內的電視牆或顯示器。
[0085]具體地，所述固定監控中心包括:工控機、GPRS模塊；其中，
[0086]所述工控機用於接收所述移動監控中心發送的第三壓力信號，將所述第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號；其中，所述工控機與所述GPRS模塊通過數據線或網線連接，通過無線方式或者串口通信方式接收所述第三壓力信號。
[0087]所述GPRS模塊用於與所述DTU 24建立無線網絡連接；或者與所述移動監控中心建立無線網絡連接；
[0088]這裡，當需要通過固定監控中心對所述終端的參數進行配置時，所述固定監控中心通過所述GPRS模塊與所述DTU建立GPRS無線網絡連接，所述固定監控中心通過所述GPRS網絡進入所述終端參數的配置界面，對所述終端的參數進行遠程配置。
[0089] 以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種數據遠程傳輸系統，其特徵在於，所述系統包括: 壓力採集單元，所述壓力採集單元用於採集並轉換所述管道的第一壓力信號； 終端，所述終端用於對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密；通過無線網絡將所述第三壓力信號發送至移動監控中心； 移動監控中心，所述移動監控中心將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，並將所述第三壓力信號發送至固定監控中心； 固定監控中心，所述固定監控中心用於將所述移動監控中心發送的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述固定監控中心還用於: 通過無線網絡對所述壓力採集單元及所述終端的參數進行遠程配置；其中， 所述壓力採集單元的參數包括:採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值； 所述終端的參數包括:所述終端的採樣周期。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括:供電單元；其中，所述供電單元用於對所述壓力採集單元、所述終端進行供電。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述終端包括: 信號採集卡，所述信號採集卡用於採集所述第一壓力信號，並將所述第一壓力信號轉換為第二壓力信號； 第一處理器，所述第一處理器用於接收所述第二壓力信號，根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號； 第二處理器，所述第二處理器用於對所述第三壓力信號進行轉換處理，將所述第三壓力信號轉換成對應的壓力值，通過第三顯示屏顯示所述壓力值； 數據傳輸單元DTU，所述DTU用於將所述第三壓力信號通過無線網絡傳輸至所述移動監控中心。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述第二處理器還用於:將所述第三壓力信號封裝成數據包，存儲在臨時存儲器中； 加密所述數據包，將所述加密後的所述數據包發送至所述DTU。
6.一種數據遠程傳輸方法，其特徵在於，所述方法包括: 採集並轉換所述管道的第一壓力信號； 對所述第一壓力信號進行模數轉換處理，獲取第二壓力信號；根據預設的採樣周期對所述第二壓力信號進行篩選，獲取第三壓力信號；對所述第三壓力信號進行封包、加密，通過無線網絡發送所述第三壓力信號； 將接收到的所述第三壓力信號進行存儲，通過第一顯示屏顯示所述第三壓力信號，發送所述第三壓力信號； 將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述將接收到的第三壓力信號存儲至資料庫，並通過第二顯示屏顯示所述第三壓力信號後，所述方法還包括: 通過無線網絡對所述壓力採集單元的參數及壓力採集單元及終端的參數進行遠程配置；其中，所述壓力採集單元的參數包括:採樣頻率、壓力上下限值、報警上下限值；所述參數包括:所述終端的採樣周期。
【文檔編號】G05B19/418GK104391490SQ201410660440
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】王海明, 邱紅輝, 譚東傑, 田孝忠, 孫巍, 陳崇, 劉路, 郭鳳林, 王雪莉, 任世傑, 張 浩 申請人:中國石油天然氣股份有限公司