CN110147255A - 一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，由于石油天然气设备及工具的使用时间很长，要求计算石油天然气设备及工具累计工作时间的计时模块能长时间工作，但石油天然气设备及工具和管线的安装空间有限，不可能为累计石油天然气设备及工具使用时间的计时模块提供外接电源或者选用大容量的蓄电池，目前，人工记录会经常出错，所以自动准确记录石油天然气设备及工具和管线的累计工作时间成为解决目前安全隐患可靠方法实现了在石油天然气设备及工具在整个寿命周期内，解决计时模块工作的能耗问题，保证了计时模块在石油天然气设备及工具在整个寿命周期内可靠的工作，准确可靠的记录石油天然气设备及工具的累计工作时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能方法，具体涉及一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法。
背景技术
石油天然气设备及工具是石油天然气钻探及生产处理的重要设备。由于石油和天然气设备及工具，一旦出现质量问题，将造成巨大的损失。石油天然气设备及工具在长时间的使用后，石油天然气设备及工具会慢慢的损坏，需要及时更换，否则就会引起重大的生产事故，造成巨大的损失。现有的处理方法时采用人工记录石油天然气设备及工具的累计使用时间，由工人根据石油天然气设备及工具的累计使用时间来及时更换石油天然气设备及工具。这样的处理方式存在如下缺陷：由于石油天然气设备及工具数量庞大，造成人工记录的数据巨大，同有些石油天然气设备经常回收，然后又安装使用，人工记录会经常出错，或者漏记石油天然气设备及工具的使用时间，造成超过使用年限的石油天然气设备及工具又安装使用而出现极大的安全隐患，所以自动准确记录石油天然气设备及工具和管线的累计工作时间成为解决目前安全隐患可靠方法。
由于石油天然气设备及工具的使用时间很长，所以要求计算石油天然气设备及工具累计工作时间的计时模块能长时间工作，但石油天然气设备及工具和管线的安装空间有限，不可能为累计石油天然气设备及工具使用时间的计时模块提供外接电源或者选用大容量的蓄电池。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：由于石油天然气设备及工具的使用时间很长，所以要求计算石油天然气设备及工具累计工作时间的计时模块能长时间工作，但石油天然气设备及工具和管线的安装空间有限，不可能为累计石油天然气设备及工具使用时间的计时模块提供外接电源或者选用大容量的蓄电池。本发明的目的在于提供一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，从而只需选用体积小，容量低的蓄电池解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
节能功耗选择阶段：安装在石油天然气设备及工具内计时模块中的微处理器根据预先设定的工作模式，选择进入第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段。
第一节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。
第二节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。
第三节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，外部时钟芯片输出报警信号，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器休眠，若计时传感器停止工作，微处理器配置外部时钟芯片关闭定时报警输出工作模式，微处理器关闭与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。
第四节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器定时中断唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，若计时传感器停止工作，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能关闭，同时微处理器内部定时中断唤醒功能关闭，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。
第五节能阶段：上电后微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被外部时钟芯片定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
第六节能阶段：上电后微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被内部时钟单元(RTC)定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
累计时间统计阶段：通过第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段获取计时传感器的工作时间(起始时间点、停止时间点、单位工作时间)，从而得到石油天然气设备及工具的工作时间，并通过微处理器统计石油天然气设备及工具的累计工作时间，微处理器统计完石油天然气设备及工具的累计工作时间后，进入休眠状态。
信息传输阶段：外部扫描器通过无线或者磁性介质触发数据传输传感器工作来唤醒微处理器，微处理器通过无线传输组件完成信息的传输后，微处理器进入休眠状态。
在石油天然气设备及工具开始使用或者停止使用时，都会引起计时传感器的工作状态发生变化，计时传感器唤醒微处理器，微处理器自动记录时间。
在石油天然气设备及工具使用前，平时微处理器处于睡眠状态，当扫描器靠近石油天然气设备及工具时唤醒芯片，唤醒的方式可以是无线通讯唤醒或者扫描器发出磁信号使数据传输传感器工作(数据传输传感器采用霍尔原理的低功耗霍尔开关或者无线低功耗芯片)，数据传输传感器输出信号把微处理器唤醒，微处理器唤醒后，扫描器与微处理器通过无线数据传输组件进行通信，芯片将保存的信息发送给扫描器，使用者通过扫描器就能知道微处理器内的信息，信息包括管线的累计使用时间等。这样使用者只需用扫描器扫描一下石油天然气设备及工具就可知道石油天然气设备及工具的累计使用时间等信息，给使用者是否继续使用石油天然气设备及工具提供准确的参考。
进一步地，所述计时模块包括两种组合方式：
1)计时模块第一种组合：包括高能电池、微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源；所述时钟芯片与微处理器芯片连接，将输出的报警信号接入到微处理器的输入引脚；所述计时传感器与微处理器芯片连接，将传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚；所述数据传输传感器与微处理器芯片连接，将数据传输传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚；所述无线传输组件与微处理器芯片连接，微处理器存储的信息通过无线传输组件发送出去。
2)计时模块第二种组合：包括高能电池、微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)和和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源。所述计时传感器与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，计时传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)的输入引脚；所述数据传输传感器与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，数据传输传传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)的输入引脚；所述无线传输组件与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)存储的信息通过无线传输组件发送出去。
进一步地，所述节能功耗阶段微处理器上电后，将微处理器进行初始化，并同时配置时钟芯片或者RTC。
进一步地，所述第三、第四节能阶段微处理器上电后，检测计时传感器是否处于工作状态，若计时传感器处于工作状态，则微处理器配置时钟芯片或者RTC定时报警中断输出，若计时传感器未处于工作状态，则关闭时钟芯片报警或者RTC定时报警中断输出。
进一步地，所述第三、第四节能阶段报警模块采用的单位时间间隔输出报警中断信号，其单位时间输出信号为脉冲信号。
进一步地，所述的微处理器采用具有休眠模式的低功耗芯片。所述的微处理器具有中断唤醒功能。所述的时钟芯片采用低功耗的芯片，所述的时钟芯片具有定时报警中断功能。所述的无线数据传输组件采用低功耗的无线传输芯片。所述的计时传感器采用电阻限流的方式来实现计时传感器的低功耗。所述的数据传输传感器采用低功耗的霍尔开关或者选用无线低功耗芯片。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，实现了在石油天然气设备及工具在整个寿命周期内，解决计时模块工作的能耗问题，保证了计时模块在石油天然气设备及工具在整个寿命周期内可靠的工作，准确可靠的记录石油天然气设备及工具的累计工作时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明第一节能阶段工作流程图。
图2为本发明第二节能阶段工作流程图。
图3为本发明第三节能阶段工作流程图。
图4为本发明第四节能阶段工作流程图。
图5为本发明第五节能阶段工作流程图。
图6为本发明第六节能阶段工作流程图。
图7为本发明计时模块连接图一。
图8为本发明计时模块连接图二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1～6所示，本发明一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：节能功耗选择阶段：安装在石油天然气设备及工具内计时模块中的微处理器根据预先设定的工作模式，选择进入第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段。
第一节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。
第二节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。
第三节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，外部时钟芯片输出报警信号，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器休眠，若计时传感器停止工作，微处理器配置外部时钟芯片关闭定时报警输出工作模式，微处理器关闭与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。
第四节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器定时中断唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，若计时传感器停止工作，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能关闭，同时微处理器内部定时中断唤醒功能关闭，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。
第五节能阶段：上电后微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被外部时钟芯片定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
第六节能阶段：上电后微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器被内部时钟单元(RTC)定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
累计时间统计阶段：通过第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段获取计时传感器的工作时间(起始时间点、停止时间点、单位工作时间)，从而得到石油天然气设备及工具的工作时间，并通过微处理器统计石油天然气设备及工具的累计工作时间，微处理器统计完石油天然气设备及工具的累计工作时间后，进入休眠状态。
信息传输阶段：外部扫描器通过无线或者磁性介质触发数据传输传感器工作来唤醒微处理器，微处理器通过无线传输组件完成信息的传输后，微处理器进入休眠状态。
在第一节能阶段上电后，微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。实现了在计时传感器长时间工作或者长时间停止工作期间，低功耗微处理器都处于休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的计时模块低功耗要求。
在第二节能阶段上电后，微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取微处理器内部时钟单元(RTC)时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态。实现了在计时传感器长时间工作或者长时间停止工作期间，低功耗微处理器都处于休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的计时模块低功耗要求。
在第三节能阶段上电后，微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，外部时钟芯片输出报警信号，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器休眠，若计时传感器停止工作，微处理器配置外部时钟芯片关闭定时报警输出工作模式，微处理器关闭与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。实现了计时传感器在频繁工作或者长时间持续工作或者长时间停止工作状态下低功耗微处理器都处理休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗要求。
在第四节能阶段上电后，微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器定时中断唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，若计时传感器停止工作，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能关闭，同时微处理器内部定时中断唤醒功能关闭，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)功能，然后微处理器进入休眠状态。实现了计时传感器在频繁工作或者长时间持续工作或者长时间停止工作状态下低功耗微处理器都处理休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗要求。
在第五节能阶段上电后，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断)唤醒功能，微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被外部时钟芯片定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。实现了计时传感器在频繁工作或者长时间持续工作或者长时间停止工作状态下低功耗微处理器都处理休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗要求。
在第六节能阶段上电后，微处理器配置微处理器内部的时钟模块(RTC)定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器被内部时钟单元(RTC)定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。实现了计时传感器在频繁工作或者长时间持续工作或者长时间停止工作状态下低功耗微处理器都处理休眠状态，实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗要求。
累计时间统计阶段：通过第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段获取计时传感器的工作时间(起始时间点、停止时间点、单位工作时间)，从而得到石油天然气设备及工具的工作时间，并通过微处理器统计石油天然气设备及工具的累计工作时间，微处理器统计完石油天然气设备及工具的累计工作时间后，进入休眠状态。实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的计时模块低功耗要求。
信息传输阶段：外部扫描器通过无线或者磁性介质触发数据传输传感器工作来唤醒微处理器，微处理器通过无线传输组件完成信息的传输后，微处理器进入休眠状态。实现在计算石油天然气设备及工具累计时间的计时模块低功耗要求。
在石油天然气设备及工具开始使用或者停止使用时，都会引起计时传感器的工作状态发生变化，计时传感器唤醒微处理器，微处理器自动记录时间。
在石油天然气设备及工具使用前，平时微处理器处于睡眠状态，当扫描器靠近石油天然气设备及工具时唤醒芯片，唤醒的方式可以是无线通讯唤醒或者扫描器发出磁信号使数据传输传感器工作(数据传输传感器采用霍尔原理的低功耗霍尔开关或者无线低功耗芯片)，数据传输传感器输出信号把微处理器唤醒，微处理器唤醒后，扫描器与微处理器通过无线数据传输组件进行通信，芯片将保存的信息发送给扫描器，使用者通过扫描器就能知道微处理器内的信息，信息包括管线的累计使用时间等。这样使用者只需用扫描器扫描一下石油天然气设备及工具就可知道石油天然气设备及工具的累计使用时间等信息，给使用者是否继续使用石油天然气设备及工具提供准确的参考。
如图7、8所示，所述计时模块包括两种组合方式：
1)计时模块第一种组合：包括高能电池、微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源，所述时钟芯片与微处理器芯片连接，将输出的报警信号接入到微处理器的输入引脚，所述计时传感器与微处理器芯片连接，计时传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚，所述数据传输传感器与微处理器芯片连接，数据传输传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚，所述无线传输组件与微处理器芯片连接，微处理器存储的信息通过无线传输组件发送出去。
2)计时模块第二种组合：包括高能电池、微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)和和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源。所述计时传感器与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，计时传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)的输入引脚，所述数据传输传感器与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，数据传输传传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)的输入引脚，所述无线传输组件与微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)连接，微处理器芯片(内嵌时钟单元RTC)存储的信息通过无线传输组件发送出去。
所述节能功耗阶段微处理器上电后，将微处理器进行初始化，并同时配置时钟芯片或者RTC。
所述第三、第四节能阶段微处理器上电后，检测计时传感器是否处于工作状态，若计时传感器处于工作状态，则微处理器配置时钟芯片或者RTC定时报警输出，若计时传感器未处于工作状态，则关闭时钟芯片报警或者RTC定时报警输出。
所述第三、第四节能阶段报警采用的单位时间间隔输出报警信号，其单位时间输出信号为脉冲信号。
所述的微处理器采用具有休眠模式的低功耗芯片。所述的微处理器具有中断唤醒功能。所述的时钟芯片采用低功耗的芯片，所述的时钟芯片具有定时报警功能。所述的无线数据传输组件采用低功耗的无线传输芯片。所述的计时传感器采用电阻限流的方式来实现计时传感器的低功耗。所述的数据传输传感器采用低功耗的霍尔开关或者选用无线低功耗芯片。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
节能功耗选择阶段：安装在石油天然气设备及工具内计时模块中的微处理器根据预先设定的工作模式，选择进入第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段；
第一节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取外部时钟芯片时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；
第二节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断功能，然后微处理器进入休眠；在计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作后，微处理器读取微处理器内部时钟单元时间，微处理器记下计时传感器的起始工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；在微处理器进入休眠状态后，当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器停止工作，微处理器读取微处理器内部时钟单元时间，微处理器记下计时传感器的停止工作时间点，然后微处理器进入休眠状态；
第三节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒功能，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，外部时钟芯片输出报警信号，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒功能，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断，微处理器休眠，若计时传感器停止工作，微处理器配置外部时钟芯片关闭定时报警输出工作模式，微处理器关闭与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒功能，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断功能，然后微处理器进入休眠状态；
第四节能阶段：上电后微处理器打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断(或者输入引脚外部中断功能，然后处理器进入休眠；当计时传感器工作状态变化瞬间，微处理器输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒，若微处理器判断到计时传感器开始工作，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断，微处理器配置微处理器内部的时钟模块定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态，单位时间间隔后，微处理器定时中断唤醒，微处理器累计单位时间，同时判计时断感器的工作状态，若计时传感器继续保持工作，微处理器配置微处理器内部的时钟模块定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，微处理器关闭与计时传感器连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断，若计时传感器停止工作，微处理器配置微处理器内部的时钟模块定时中断功能关闭，同时微处理器内部定时中断唤醒功能关闭，打开与计时传感器信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断功能，然后微处理器进入休眠状态；
第五节能阶段：上电后微处理器配置外部时钟芯片进入定时报警输出工作模式，同时微处理器打开与外部时钟芯片报警信号连接的输入引脚电平变化中断或者输入引脚外部中断唤醒功能，微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被外部时钟芯片定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
第六节能阶段：上电后微处理器配置微处理器内部的时钟模块定时中断功能，同时微处理器内部定时中断唤醒功能打开，然后微处理器进入休眠状态；单位时间间隔后，微处理器被内部时钟单元定时报警唤醒，微处理器判断计时传感器是否在工作，如果计时传感器工作，微处理器累计单位时间并保存，微处理器进入休眠状态，如果计时传感器未工作，微处理器进入休眠状态。
累计时间统计阶段：通过第一节能阶段或第二节能阶段或第三节能阶段或第四节能阶段或第五节能阶段或第六节能阶段获取计时传感器的工作时间，从而得到石油天然气设备及工具的工作时间，并通过微处理器统计石油天然气设备及工具的累计工作时间，微处理器统计完石油天然气设备及工具的累计工作时间后，进入休眠状态；
信息传输阶段：外部扫描器通过无线或者磁性介质触发数据传输传感器工作来唤醒微处理器，微处理器通过无线传输组件完成信息的传输后，微处理器进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述计时模块包括两种组合方式：
1)计时模块第一种组合：包括高能电池、微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片、时钟芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源；所述时钟芯片与微处理器芯片连接，时钟芯片的报警信号接入到微处理器的输入引脚；所述计时传感器与微处理器芯片连接，计时传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚；所述数据传输传感器与微处理器芯片连接，数据传输传感器的工作状态信号接入到微处理器的输入引脚；所述无线传输组件与微处理器芯片连接，微处理器存储的信息通过无线传输组件发送出去；
2)计时模块第二种组合：包括高能电池、微处理器芯片和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件；所述高能电池为微处理器芯片和和计时传感器、数据传输传感器、无线数据传输组件提供能源；所述计时传感器与微处理器芯片连接，计时传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片的输入引脚；所述数据传输传感器与微处理器芯片连接，数据传输传感器的工作状态信号接入到微处理器芯片的输入引脚；所述无线传输组件与微处理器芯片连接，微处理器芯片存储的信息通过无线传输组件发送出去。
3.根据权利要求1所述的一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述节能功耗阶段微处理器上电后，将微处理器进行初始化，并同时配置时钟芯片或者微处理器内部RTC时钟。
4.根据权利要求1所述的一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述第三、第四节能阶段微处理器上电后，检测计时传感器是否处于工作状态，若计时传感器处于工作状态，则微处理器配置时钟芯片或者内部RTC定时报警中断输出，若计时传感器未处于工作状态，则关闭时钟芯片报警或者RTC定时报警中断输出。
5.根据权利要求1所述的一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述第三、第四节能阶段报警采用的单位时间间隔输出报警信号，其单位时间输出信号为脉冲信号。
6.根据权利要求1所述的一种计算石油天然气设备及工具累计时间的低功耗节能方法，其特征在于，所述的微处理器采用具有休眠模式的低功耗芯片；所述的微处理器具有中断唤醒功能；所述的时钟芯片采用低功耗的芯片，所述的时钟芯片具有定时报警功能；所述的无线数据传输组件采用低功耗的无线传输芯片；所述的计时传感器采用电阻限流的方式来实现计时传感器的低功耗；所述的数据传输传感器采用低功耗的霍尔开关或者选用无线低功耗芯片。
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2019
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