CN108768501A - 一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法。该油田数传系统包括：北斗数传终端、自动读表设备、北斗卫星、北斗指挥机、平台网关、地面基站和数据库服务器；北斗数传终端与自动读表设备以及北斗卫星通过串口连接，北斗卫星与北斗指挥机无线连接，平台网关通过Internet/专用网络与数据库服务器连接；北斗数传终端与地面基站无线连接，地面基站通过2G/3G网络与平台网关连接；北斗数传终端在检测到2G/3G信号时将仪表数据依次经地面基站和平台网关传输到数据库服务器，在未检测到2G/3G信号时将仪表数据依次经北斗卫星、北斗指挥机和平台网关传输到数据库服务器。该发明能实现石油数传系统全天候实时通讯以及数据远程传输的可靠性、稳定性。

Description

一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法

技术领域

本发明涉及北斗卫星短报文通信技术领域，特别是一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法。

背景技术

目前，石油勘探业务已成为经济发展重要组成部分，根据油田勘探开发生产工作特点，石油本身生产工艺复杂、危险性高，且勘测开发工作均在偏远地区进行，通讯基础差，因此，将石油的监测数据按具体的时隙传输到各自的监测中心成为石油勘测业务的一项重要工作。现有技术中石油监测数据信息的传输均来自于无线基站信号，即通过部署中心站和移动小站进行数据传输。

但随着行业发展，远距离作业已逐步渗入各种业务的实践活动中，在进行石油数据传输时对于数据信息量、精度、连续性以及稳定性等方面的要求也日渐增强，基于无线基站信号的传输为了满足上述要求，通常通过增加天线架设高度来实现，然而无线基站的提供的服务面积有限，且抽油井一般多在人员稀少的地区，有些甚至在湖泊和海洋中，无建立基站的条件，加上工作频段电磁波干扰等因素，导致在进行石油数据传输时无法保证实时通讯，其数据传输的精确度和可靠性也受到了很大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法，能实现石油数传系统全天候实时通讯以及数据远程传输的可靠性、稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，包括：北斗数传终端、自动读表设备、北斗卫星、北斗指挥机、平台网关、地面基站和数据库服务器；

所述北斗数传终端与所述自动读表设备通过串口连接，所述北斗数传终端与所述北斗卫星无线连接，所述北斗卫星与所述北斗指挥机无线连接，所述平台网关通过Internet/专用网络与所述数据库服务器连接；所述北斗数传终端与所述地面基站无线连接，所述地面基站通过2G/3G网络与所述平台网关连接；所述北斗数传终端用于在检测到2G/3G信号时将从所述自动读表设备获取的数据依次经所述地面基站和所述平台网关传输到所述数据库服务器，在未检测到2G/3G信号时将从所述自动读表设备获取的数据依次经所述北斗卫星、所述北斗指挥机和所述平台网关传输到所述数据库服务器。

可选的，所述北斗数传终端包括：数据接收单元、数据处理单元、数据发送单元、信号自动转换单元、电源单元；

所述数据接收单元，用于通过串口接收所述自动读表设备读取的仪表数据，并将所述仪表数据发送给所述数据处理单元；

所述数据处理单元，用于对所述数据接收单元接收到的数据进行压缩、分包以及加密处理，并将所述数据传送给所述数据发送单元；

所述信号自动转换单元，用于检测是否存在2G/3G信号；

所述数据发送单元，用于当所述信号自动转换单元检测到2G/3G信号时，将所述数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星；当所述信号自动转换单元未检测到2G/3G信号时，通过地面基站将所述数据发送到平台网关；

所述电源单元，用于为所述数据接收单元、所述数据处理单元和所述数据发送单元进行供电。

可选的，所述北斗指挥机包括：卫星数据接收单元、卫星数据处理单元、卫星发送单元、北斗授时单元以及电源单元；

所述卫星数据接收单元，用于通过卫星接收天线接收卫星数据，并将所述北斗卫星数据发送给数据处理单元；

所述卫星数据处理单元，用于对所述北斗卫星数据进行解码、解密处理；

所述卫星数据处理单元通过串口形式与所述卫星发送单元连接，所述发送单元再通过串口与所述平台网关连接；

所述卫星发送单元，用于将经解码、解密处理后的卫星数据通过所述平台网关发送到所述数据库服务器上；

所述北斗授时单元，用于实现对北斗卫星数据信号的捕捉、跟踪和解调，对整个系统时间实现校准；

所述电源单元为整个所述北斗指挥机进行供电。

可选的，所述数据库服务器通过Internet/专用网络与平台网关相连，用于存储北斗指挥机转发的数据。

可选的，所述北斗数传终端还包括太阳能供电设备接口，用于与太阳能供电装置连接，为整个所述北斗数传终端供电。

一种基于北斗卫星通讯的油田数传方法，包括：

所述自动读表设备自动读取仪表数据；

所述自动读表设备将所述仪表数据通过串口方式传输给所述北斗数传终端；

所述北斗数传终端对所述仪表数据进行压缩、分包以及加密处理；

所述北斗数传终端检测是否存在2G/3G信号，若是，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星；若否，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过地面基站发送到所述平台网关，所述平台网关将经压缩、分包以及加密处理的数据通过Internet/专用网络发给数据库服务器；

所述北斗卫星将接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据转发至所述北斗指挥机中；

所述北斗指挥机对接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据进行解码、解密处理；

所述北斗指挥机将经过解码、解密处理的数据发送至所述平台网关；

所述平台网关将所述经过解码、解密处理的数据通过Internet/专用网络发给数据库服务器。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法，整合了北斗导航卫星定位通信、2G/3G，能够做到通信信号的自动切换，数据传输在有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，采用北斗的通信进行数据传输，打破了地域限制；传输距离明显提高，保证全天候、全地域通信顺畅，不依赖地面通信网，通信可靠性得到了保证；同时实现了数据信号的定向、定位发送，进一步提高了数据信号的精度；北斗指挥机能同时容纳多台北斗数传终端发送油田生产监测数据，稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统中北斗数传终端的结构示意图；

图3为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统中北斗指挥机的结构示意图；

图4为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供了一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统及方法，能实现石油数传系统全天候实时通讯以及数据远程传输的可靠性、稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统的结构示意图；图2为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统中北斗数传终端的结构示意图；图3为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统中北斗指挥机的结构示意图。

如图1、图2、图3所示，一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，包括：北斗数传终端101、自动读表设备102、北斗卫星103、北斗指挥机104、平台网关105、地面基站106和数据库服务器107；

所述北斗数传终端101与所述自动读表设备102通过串口连接，所述北斗数传终端101与所述北斗卫星103无线连接，所述北斗卫星103与所述北斗指挥机104无线连接，所述平台网关105通过Internet/专用网络与所述数据库服务器107连接；所述北斗数传终端101与所述地面基站106无线连接，所述地面基站106通过第二代移动通讯技术/第三代移动通讯技术网络与所述平台网关105连接；所述北斗数传终端101用于在检测到第二代移动通讯技术/第三代移动通讯技术信号时将从所述自动读表设备102获取的数据依次经所述地面基站106和所述平台网关105传输到所述数据库服务器107，在未检测到第二代移动通讯技术/第三代移动通讯技术信号时将从所述自动读表设备102获取的数据依次经所述北斗卫星103、所述北斗指挥机104和所述平台网关105传输到所述数据库服务器107。

可选的，所述北斗数传终端101包括：数据接收单元201、数据处理单元202、数据发送单元203、信号自动转换单元204、电源单元205；

所述数据接收单元201，用于通过串口接收所述自动读表设备102读取的仪表数据，并将所述仪表数据发送给所述数据处理单元202；

所述数据处理单元202，用于对所述数据接收单元201接收到的数据进行压缩、分包以及加密处理，并将所述数据传送给所述数据发送单元203；

所述信号自动转换单元204，用于检测是否存在2G/3G信号；

所述数据发送单元203，用于当所述信号自动转换单元204检测到2G/3G信号时，将所述数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星103；当所述信号自动转换单元204未检测到2G/3G信号时，通过地面基站106将所述数据发送到平台网关105；

所述电源单元205，用于为所述数据接收单元201、所述数据处理单元202和所述数据发送单元203进行供电，所述电源单元205是用于为系统提供不间断的稳压电源。

可选的，所述北斗指挥机104包括：卫星数据接收单元301、卫星数据处理单元302、卫星发送单元303、北斗授时单元304以及电源单元305；

所述卫星数据接收单元301，用于通过卫星接收天线接收卫星数据，并将所述北斗卫星数据发送给数据处理单元302；

所述卫星数据处理单元302，用于对所述北斗卫星数据进行解码、解密处理；

所述卫星数据处理单元302通过串口形式与所述卫星发送单元303连接，所述卫星发送单元303再通过串口与所述平台网关105连接；

所述卫星发送单元303，用于将经解码、解密处理后的卫星数据通过所述平台网关105发送到所述数据库服务器107上；

所述北斗授时单元304，用于实现对北斗卫星数据信号的捕捉、跟踪和解调，对整个系统时间实现校准，实现对服务器时间的精确校准，网络内的其它计算机通过与服务器的时间进行同步达到时间上的统一；

所述电源单元305为整个所述北斗指挥机104进行供电。

可选的，所述数据库服务器107通过Internet/专用网络与平台网关105相连，用于存储北斗指挥机104转发的数据。

可选的，所述北斗数传终端101还包括太阳能供电设备接口，用于与太阳能供电装置连接，为整个所述北斗数传终端101供电。

图4为本发明实施例一种基于北斗卫星通讯的油田数传方法的流程图。

如图4所示，一种基于北斗卫星通讯的油田数传方法，包括：

步骤401：所述自动读表设备自动读取仪表数据；

步骤402：所述自动读表设备将所述仪表数据通过串口方式传输给所述北斗数传终端；

步骤403：所述北斗数传终端对所述仪表数据进行压缩、分包以及加密处理；

步骤404：所述北斗数传终端检测是否存在2G/3G信号，若是，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星；若否，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过地面基站发送到所述平台网关，所述平台网关将经压缩、分包以及加密处理的数据通过互联网专用网络发给数据库服务器；

步骤405：所述北斗卫星将接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据转发至所述北斗指挥机中；

步骤406：所述北斗指挥机对接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据进行解码、解密处理；

步骤407：所述北斗指挥机将经过解码、解密处理的数据发送至所述平台网关；

步骤408：所述平台网关将所述经过解码、解密处理的数据通过Internet/专用网络发给数据库服务器。

本发明通过采集油田采油机示功图、电参数、温度、压力、流量等生产监测数据，通过北斗卫星经北斗指挥机、平台网关、互联网专用网络与数据库服务器通讯，整合了北斗导航卫星定位通信、第二代移动通讯技术/第三代移动通讯技术，能够做到通信信号的自动切换，数据传输在有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，采用北斗的通信进行数据传输，打破了地域限制，传输距离明显提高，保证全天候、全地域通信顺畅，可以不依赖相对不太可靠的地面通信网，通信可靠性得到了保证，同时实现了数据信号的定向、定位发送，进一步提高了数据信号的精度；北斗数据传输终端可与用户已建的应用系统兼容，实现系统无缝衔接；北斗数传终端主要完成设备监测数据的北斗通信实时传输，具备稳定的工作能力，较强的环境适应能力，良好的外部接口等，安装方便，接口及协议能够满足环境监测应用需求，提高了作业效率；北斗指挥机能同时容纳多台北斗数传终端发送油田生产监测数据，稳定性好。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，其特征在于，包括：北斗数传终端、自动读表设备、北斗卫星、北斗指挥机、平台网关、地面基站和数据库服务器；

所述北斗数传终端与所述自动读表设备通过串口连接，所述北斗数传终端与所述北斗卫星无线连接，所述北斗卫星与所述北斗指挥机无线连接，所述平台网关通过Internet/专用网络与所述数据库服务器连接；所述北斗数传终端与所述地面基站无线连接，所述地面基站通过2G/3G网络与所述平台网关连接；所述北斗数传终端用于在检测到2G/3G信号时将从所述自动读表设备获取的数据依次经所述地面基站和所述平台网关传输到所述数据库服务器，在未检测到2G/3G信号时将从所述自动读表设备获取的数据依次经所述北斗卫星、所述北斗指挥机和所述平台网关传输到所述数据库服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，其特征在于，所述北斗数传终端包括：数据接收单元、数据处理单元、数据发送单元、信号自动转换单元、电源单元；

所述数据接收单元，用于通过串口接收所述自动读表设备读取的仪表数据，并将所述仪表数据发送给所述数据处理单元；

所述数据处理单元，用于对所述数据接收单元接收到的数据进行压缩、分包以及加密处理，并将所述数据传送给所述数据发送单元；

所述信号自动转换单元，用于检测是否存在2G/3G信号；

所述数据发送单元，用于当所述信号自动转换单元检测到2G/3G信号时，将所述数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星；当所述信号自动转换单元未检测到2G/3G信号时，通过地面基站将所述数据发送到平台网关；

所述电源单元，用于为所述数据接收单元、所述数据处理单元和所述数据发送单元进行供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，其特征在于，所述北斗指挥机包括：卫星数据接收单元、卫星数据处理单元、卫星发送单元、北斗授时单元以及电源单元；

所述卫星数据接收单元，用于通过卫星接收天线接收卫星数据，并将所述北斗卫星数据发送给数据处理单元；

所述卫星数据处理单元，用于对所述北斗卫星数据进行解码、解密处理；

所述卫星数据处理单元通过串口形式与所述卫星发送单元连接，所述发送单元再通过串口与所述平台网关连接；

所述卫星发送单元，用于将经解码、解密处理后的卫星数据通过所述平台网关发送到所述数据库服务器上；

所述北斗授时单元，用于实现对北斗卫星数据信号的捕捉、跟踪和解调，对整个系统时间实现校准；

所述电源单元为整个所述北斗指挥机进行供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，其特征在于，所述数据库服务器通过Internet/专用网络与平台网关相连，用于存储北斗指挥机转发的数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星通讯的油田数传系统，其特征在于，所述北斗数传终端还包括太阳能供电设备接口，用于与太阳能供电装置连接，为整个所述北斗数传终端供电。

6.一种基于北斗卫星通讯的油田数传方法，包括：

所述自动读表设备自动读取仪表数据；

所述自动读表设备将所述仪表数据通过串口方式传输给所述北斗数传终端；

所述北斗数传终端对所述仪表数据进行压缩、分包以及加密处理；

所述北斗数传终端检测是否存在2G/3G信号，若是，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过卫星发送天线以短报文的形式发送给所述北斗卫星；若否，则所述北斗数传终端将经压缩、分包以及加密处理的数据通过地面基站发送到所述平台网关，所述平台网关将经压缩、分包以及加密处理的数据通过Internet/专用网络发给数据库服务器；

所述北斗卫星将接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据转发至所述北斗指挥机中；

所述北斗指挥机对接收到的经压缩、分包以及加密处理的数据进行解码、解密处理；

所述北斗指挥机将经过解码、解密处理的数据发送至所述平台网关；

所述平台网关将所述经过解码、解密处理的数据通过Internet/专用网络发给数据库服务器。