CN104809768A - 基于北斗卫星的油田设备巡检系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统及方法，是由手持设备巡检北斗三模一体机通过人工录入或自动采集的方式与地面仪表设备通信，采集仪表设备状态数据。北斗定位通信模块通过北斗卫星经地面接收站点、系统网关和Internet/专用网络与数据库通讯，数据库与系统监控终端连接。北斗定位通信模块与地面接收站点、2G/3G无线通讯模块通过地面基站、系统网关与数据库组成网络。采用GPS、RDSS和RNSS三模卫星定位导航通信，整合了2G/3G通信，能够做到通信的自动切换，实现油田巡检导航，实时上传和回放巡检人员的位置信息；通过北斗网络实时了解巡检作业人员上传的现场信息，以满足没有2G/3G信号覆盖时工作的需要，达到油田设备巡检的智能化、数字化。

Description

基于北斗卫星的油田设备巡检系统及方法

技术领域：

本发明涉及一种卫星导航定位通信技术和仪表数据自动采集技术，尤其是涉及一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统。

背景技术：

石油是工业血液，经济发展的源动力。但是，石油勘探开发生产是高风险行业，安全保障问题突出。石油是高风险产品、致害能力高，所以应加强油田设备巡检，对监测设备运行情况附属仪表数据进行采集。然而，在传统的油田设备巡检作业中，是以手工记录作业模式为主，巡检员需要填写纸质巡检表，然后人工录入到电脑，以便进行维修派单或进一步统计分析。然而该方式存在油田设备漏检、数据的二次录入、巡检结果反馈滞后等弊端。同时需要携带诸如地图、GPS定位设备、影像拍摄设备、计算器、记录本、等诸多物品，这种模式给作业人员造成诸多不便，并且管理得物品过多，一旦发生丢失，则工作无法展开。针对这种现状，设备巡检的智能化、数字化已成为不可逆转的趋势，因此，需要一种新型的油田设备巡检终端系统来改变这种不利局面，从而促进整个油田勘探开发的高效进行。

因此，针对这种现状，出现了很多不同领域设备巡检终端和巡检系统，但是这些终端和系统很多都不具备导航定位模块，即使具备导航定位功能也都是基于GPS。

CN202956806U公开了“一种智能电力设备巡检系统”，具备GPS定位模块，可以完成变电站和巡检人员位置定位，但是GPS不具备通信功能，也没有考虑2G/3G网络通信，更不能解决没有2G/3G信号覆盖时与系统中心进行通信的问题。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足和油田实际工作的需要，结合油田特点，提供一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统。

本发明的另一目的是提供一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统的巡检方法

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统，是由手持设备巡检北斗三模一体机通过人工录入或自动采集的方式与地面仪表设备通信，采集设备工作状态数据，如油田管线的温度、压力和流量等数据。而GPS/北斗RNSS和RDSS定位通 信模块通过北斗卫星经地面接收站点、系统网关和Internet/专用网络与数据库通讯，2G/3G无线通讯模块通过地面基站、系统网关与数据库组成无线局域网，数据库与系统监控终端连接。

手持设备巡检北斗三模一体机是由最小系统分别连接处理器模块、存储模块、触摸屏、传感器模块、拍摄模块、2G/3G无线通讯模块、GPS/北斗RNSS和RDSS定位通信模块和嵌入式设备巡检模块构成。

手持设备巡检北斗三模一体机集成北斗RNSS、RDSS和GPS，采用三模一体设计，支持北斗卫星导航定位和短报文通信功能。利用北斗导航卫星定位功能记录巡检人员自身位置，并将自身的位置上报到系统监控终端，同时支持把行进过程中的轨迹记录下来，便于以后进行分析，支持对轨迹进行回放，兼容GPS定位。

手持设备巡检北斗三模一体机整合了北斗通讯定位、2G/3G、嵌入式传感器技术，能够做到通信的自动切换。在有2G/3G信号的地方，采用公用移动网络进行数据传输；在移动网络信号无法覆盖的时候，采用北斗通信进行数据传输。由于北斗网络单次通信传输数据量较小，且费用较高，所以一旦有数据发送时，系统会检查2G/3G网络是否恢复，并对两个网络设定优先级别。

手持设备巡检北斗三模一体机可设置巡检人员的工作范围，作业中，当工作人员的位置超出其工作范围之后，可通过声音、震动等方式提醒用户。

一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统的巡检方法，包括以下步骤：

a、用户登录； 

b、更换任务列表；

c、选择巡检任务；

d、发现传感器；

e、数据采集； 

f、选择输入方式，包括：手动输入、自动输入或联想输入；

g、上传数据，如不上传，保存数据。

有益效果：本发明采用三模卫星定位导航技术，将各种功能模块综合在一起，充分发挥国产北斗导航卫星在短报文通信和定位导航的优势，通过人工录入或自动采集的方式与地面仪表设备通信，采集设备工作状态数据，实现油区巡检作业的导航；通过北斗网络能够实时了解巡检作业人员上传的现场信息，以满足没有2G/3G信号覆盖时工作的需要，采用北斗+2G/3G的设计，保证全天候、全地域通信顺畅，而且成本低、不受限制。同时充分发挥北斗服务终端在导航、定位和通信上的优势，对巡线人员的轨迹跟踪上报，配合系统监控终端对巡线人员调度、下发巡线任务等功能，实现油田设备巡检的智能化、数字化。

附图说明：

附图1基于北斗卫星的油田设备巡检系统结构图。

附图2基于北斗卫星的油田设备巡检系统中手持设备巡检北斗三模一体机模块组成图。

附图3基于北斗卫星的油田设备巡检系统管线巡检流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统，是由手持设备巡检北斗三模一体机通过人工录入或自动采集的方式和地面仪表设备通信，采集设备工作状态数据。而北斗卫星经地面接收站点、系统网关和Internet/专用网络与数据库通讯，数据库与系统监控终端连接，GPS/北斗RNSS和RDSS定位通信模块与地面接收站点、2G/3G无线通讯模块通过地面基站、系统网关与数据库组成无线局域网。

手持设备巡检北斗三模一体机是由最小系统分别连接处理器模块、存储模块、触摸屏、传感器模块、拍摄模块、2G/3G无线通讯模块、GPS/北斗RNSS和RDSS定位通信模块和嵌入式设备巡检模块构成。

一种基于北斗卫星的油田设备巡检终端系统的巡检方法，包括以下步骤：

a、用户登录； 

b、更换任务列表；

c、选择巡检任务；

d、发现传感器；

e、数据采集； 

f、选择输入方式，包括：手动输入、自动输入或联想输入；

g、上传数据，如不上传，保存数据。

图1、2所示的基于北斗卫星的油田设备巡检系统，包括：手持设备巡检北斗三模一体机、地面接收站点、系统网关，数据库服务器；手持设备巡检北斗三模一体机，包含2G/3G无线通讯模块和北斗定位通信模块，通过人工录入或自动采集的方式和地面仪表设备通信，采集设备工作状态数据；GPS/北斗RNSS和RDSS定位通信模块通过北斗卫星、地面接收站点与系统网关组成无线局域网，2G/3G无线通讯模块通过2G/3G网络与系统网关组成无线局域网，数据库服务器与系统网关通过Internet/专用网络与数据库服务器相连，用于存储手持设备巡检北斗三模一体机发送过来的定位信息和数据信息。手持设备巡检北斗三模一体机在2G/3G网络正常时，采用2G/3G网络收发数据并与服务器通讯；当网络异常时，自动切换到北斗网络通信。北斗卫星通信定位的油田设备巡检 系统，还包含系统监控终端；系统监控终端与数据库服务器相连，以方便管理人员通过系统监控终端调阅数据库中的相关信息来实时监控巡检人员的巡检进度，避免漏检油田设备以及安全事故的发生。

手持设备巡检北斗三模一体机，包含处理器模块、存储模块、触摸屏、传感器模块、2G/3G无线通讯模块、GPS/北斗NSS和RDSS定位通信模块以及嵌入式设备巡检软件客户端，通过人工录入或自动采集的方式和地面仪表设备通信，采集设备工作状态数据；处理器模块选用的是双核12GHz Cortex-A9处理器；存储模块对手持设备巡检北斗三模一体机内置的存储容量进行扩充；触摸屏可以显示地图等数据并可进行信息输入；触摸屏显示地图、影像、管网和采集业务等数据，并可进行信息的人工输入；传感器与自动读表设备相连，用于获取油田设备仪表数据；2G/3G无线通讯模块与处理器模块相连，能通过无线局域网将石油设备的工作参数发送到数据库服务器；GPS/北斗NSS和RDSS定位通信模块，通过北斗短报文的形式与服务器进行通信，并提供定位导航功能。手持设备巡检北斗三模一体机还包括嵌入式设备巡检软件客户端模块，与数据库服务器相连，提供巡检任务管理功能操作。

图3为基于北斗卫星的油田设备巡检系统的巡检方法流程图，首先要登录手持设备巡检北斗三模一体机所述嵌入式设备巡检软件客户端，从数据库服务器上更新巡检任务列表并选择巡检任务，每个油田设备上安装有自动读表设备，当巡检员拿着本发明所述的油田设备巡检用手持设备巡检北斗三模一体机进入到每个油田设备附近时，当感应到传感器时，就进行数据采集，可通过自动输入、手动输入、以及联想输入的方式进行仪表数据的采集，同时所述手持设备巡检北斗三模一体机具备电子围栏的功能，在作业中,当工作人员的位置超出其工作范围之后，所述手持设备会通过声音、震动等方式提醒用户，然后根据实际情况需要决定是否需要上传采集的信息；当需要上传时，北斗定位通信模块通过北斗卫星、地面接收站点与系统网关组成通信网络，2G/3G无线通讯模块通过2G/3G网络与系统网关组成无线局域网，数据库服务器与系统网关通过Internet/专用网络相连，巡检员将获得油田设备仪表数据等信息通过通信网络，经Internet/专用网络发送给数据库服务器保存；通过2G/3G或者北斗通信将获得油田设备仪表数据等信息发送给数据库服务器保存，同时能记录自身位置，并将自身的位置上报到系统监控终端，同时支持把行进过程中的轨迹记录下来，便于以后进行分析，支持对轨迹进行回放，管理人员通过系统监控终端调阅数据库服务器中的相关信息即可掌握巡检员的巡检进度，实时位置信息；如果不需要上传就直接保存到本地。然后继续巡检，直到巡检任务结束，与此同时，管理人员可对巡检人员位置进行实时监控，并对其工作进行检查。当通过检查后，方可退出系统。此外， 管理人员通过分析巡检员获得的油田设备的信息可以得知相应油田设备的状态，如果发现某个油田设备出现异常，则可及时进行维修或更换，以确保设备处于可正常使用状态。

基于北斗卫星的油田设备巡检系统，还包含系统监控终端；系统监控终端与数据库相连，以方便管理人员通过系统监控终端调阅数据库中的相关信息来实时监控巡检人员的巡检进度，避免漏检油田设备以及安全事故的发生。

在手持设备巡检北斗三模一体机中，处理器模块选用的是双核1.2GHz、Cortex-A9处理器。还包括嵌入式设备巡检软件客户端，提供巡检任务管理功能操作。屏幕尺寸5.0英寸，电容屏，采用IP54三防设计；设置有Android 4.0嵌入式系统；集成北斗RNSS、RDSS和GPS，支持北斗卫星导航定位和短报文通信功能，兼容GPS定位。

Claims (5)

1.一种基于北斗卫星的油田设备巡检系统，其特征在于，是由手持设备巡检北斗三模一体机通过人工录入或自动采集的方式与地面仪表设备通信通讯，北斗定位通信模块通过北斗卫星经地面接收站点、系统网关和Internet/专用网络与数据库通讯，2G/3G无线通讯模块通过地面基站、系统网关与数据库组成无线局域网，数据库与系统监控终端连接。

2.按照权利要求1所述的基于北斗卫星的油田设备巡检终端系统，其特征在于，手持设备巡检北斗三模一体机是由最小系统分别连接处理器模块、存储模块、触摸屏、传感器模块、拍摄模块、2G/3G无线通讯模块、GPS/北斗定位通信模块和嵌入式设备巡检模块构成。

3.按照权利要求1所述的基于北斗卫星的油田设备巡检终端系统，其特征在于，手持设备巡检北斗三模一体机在2G/3G网络正常时，采用2G/3G网络收发数据并与服务器通讯，当网络异常时，自动切换到北斗网络通信。

4.按照权利要求1所述的基于北斗卫星的油田设备巡检终端系统，其特征在于，手持设备巡检北斗三模一体机集成北斗RNSS、RDSS和GPS，采用三模一体设计，支持北斗卫星导航定位和短报文通信功能，利用北斗和GPS导航卫星定位功能记录自身位置，并将自身的位置上报到系统监控终端，同时支持行进过程中的轨迹记录下来，便于以后进行分析，支持对轨迹进行回放。

5.按照权利要求1所述的基于北斗卫星的油田设备巡检终端系统的巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、用户登录；

b、更换任务列表；

c、选择巡检任务；

d、发现传感器；

e、数据采集；

f、选择输入方式，包括：手动输入、自动输入或联想输入；

g、上传数据，如不上传，保存数据。