CN202331760U - 储罐无线计量监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储罐无线计量监测设备，包括壳体、设于壳体表面的LCD显示屏、无线发射/接收天线、太阳能组件、设置在壳体内的控制电路及设置在储罐内的传感器；控制电路包括无线通讯控制芯片、电源转换电路和传感器接口电路；无线通讯控制芯片的一数据输入/输出端与无线发射/接收天线相连接；无线通讯控制芯片的电源输入端经电源转换电路与太阳能组件的电源输出端相连；无线通讯控制芯片的一组数据输入/输出端经传感器接口电路与传感器相连接；无线通讯控制芯片的另一组数据输入/输出端与LCD显示屏的数据输入/输出端相连接。由于采用太阳能供电并以无线方式传输数据，使得油库或站的自动化改造过程中无需重新布线，提高了工作效率。

Description

储罐无线计量监测设备

技术领域

本实用新型涉及一种储罐的计量监测设备，特别是涉及一种应用于油库或油站，以无线方式传输储罐相关数据的储罐无线计量监测设备。

背景技术

对于新建的油库或站，可以在设计初期就充分考虑到油库或油站的相关信息化内容并加入到实际设计中去；而对于大多已经建设完成的老油库或油站，其设计之初并没有充分的考虑到系统信息化的各种需要，因而有必要对其进行自动化改造。自动化改造是油库或油站信息化过程中的一项重要工作，库区储罐自动计量和监测系统又是油库或油站自动化改造中的重要环节。

目前市场上的储罐计量和监测系统，大部分都采用有线电缆的方式进行通讯和数据传输，这对于需要进行自动化改造的油库或油站，就不得不重新进行布线。重新布线的施工工作量很大，而且在油库的危险区施工也极为不安全，同时，油库或油站的自动化改造，对时间也有着严格的要求，因此，使用有线电缆的储罐计量监测系统对油库或站进行自动化改造将大大降低工作效率且改造后的维护工作仍存在危险性。

实用新型内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种在油库或油站的自动化改造过程中，无需重新布线，采用无线方式传输数据，且数据传输准确、可靠的储罐无线计量监测设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种储罐无线计量监测设备，其特征在于：它包括壳体、设于壳体表面的LCD显示屏、无线发射/接收天线、太阳能组件及设置在壳体内的控制电路；

所述控制电路包括无线通讯控制芯片、电源转换电路、传感器接口电路；其中，所述无线通讯控制芯片的一数据输入/输出端与所述无线发射/接收天线相连接，用于发送/接收无线数据；

所述无线通讯控制芯片的电源输入端经所述电源转换电路与所述太阳能组件的电源输出端相连；

所述无线通讯控制芯片的一组数据输入/输出端经所述传感器接口电路与设置在储罐不同位置的传感器相连接，用于采集储罐的相关数据；

所述无线通讯控制芯片的另一组数据输入/输出端与所述LCD显示屏的数据输入/输出端相连接。

所述控制电路还包括存储器，该存储器的数据总线与所述无线通讯控制芯片的又一组数据输入/输出端相连接。

所述控制电路还包括储罐动态监测仪，该储罐动态监测仪通过所述传感器接口电路与所述无线通讯控制芯片的数据输入/输出端相连。

所述储罐无线计量监测设备的数据传输方式采用具有可靠性的请求应答机制。

本实用新型的优点在于：

1、由于采用太阳能供电且以无线方式传输数据，使得油库或站的自动化改造过程中无需重新布线，大大地提高了工作效率及安全性；

2、可配置为数据路由器模式，增加了无线数据的传输距离；

3、数据传输采用请求应答机制，提高了数据传输的可靠性；

4、若当前工作频段阻塞，系统可自动重新选择新的空闲频道，以保证设备的正常工作；

5、全数字化数据传输，保证了数据的精度；

6、使用数字1-99量化显示当前网络的通讯质量，更具人性化。

附图说明

图1是本实用新型控制电路的方块图；

图2A是本实用新型控制电路中无线通讯控制芯片外围具体接线图；

图2B是本实用新型控制电路中传感器接口电路具体电路图；

图2C是本实用新型控制电路中电源转换电路具体电路图；

图2D是本实用新型控制电路中LCD显示屏具体接线图；

图2E是本实用新型控制电路中存储器外围具体接线图；

图3是本实用新型的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

本实用新型公开的储罐无线计量监测设备由壳体、设于壳体表面的LCD显示屏16、无线发射/接收天线11、太阳能组件12、设置在壳体内的控制电路，以及可直接插入储罐内的传感器14组成，其中，控制电路为本实用新型的核心部分。

图1为本实用新型控制电路的方块图。如图所示，该控制电路包括无线通讯控制芯片10、电源转换电路13、传感器接口电路15和存储器17；其中，无线通讯控制芯片10的一数据输入/输出端与无线发射/接收天线11相连接，用于发送/接收无线数据；无线通讯控制芯片10的电源输入端通过电源转换电路13与太阳能组件12的电源输出端相连接，用于给整个储罐无线计量监测设备提供电能；无线通讯控制芯片10的一组数据输入/输出端通过传感器接口电路15与设置在储罐不同位置的传感器14相连接，用于采集储罐的相关数据，如储罐中液体的位置、温度等；无线通讯控制芯片10的另一组数据输入/输出端与LCD显示屏16相连接，用于显示设备的工作模式、通讯信号质量等；存储器17的数据总线与无线通讯控制芯片10的又一组数据输入/输出端相连接，用于存储系统配置和工作参数等。

为了方便于安全区的控制中心监控位于危险区的不同油库或油站监测点的储罐情况，本实用新型的控制电路部分通过编程可实现三种配置，即网络控制器、终端采集器及数据路由器三种工作模式。其中：

于控制中心，将本实用新型配置成网络控制器模式。此模式下，储罐无线计量监测设备可与数据中心服务器相连接，也可通过其传感器接口电路与一储罐动态监测仪相连接。该监测设备一方面负责启动和维护一个无线网络，另一方面要通过天线接收本无线网络内各个监测点的监测设备所采集到的储罐的相关数据，并将接收到的储罐的相关数据传输至储罐动态监测仪或是数据中心服务器，以实现对储罐状态的计量和监测功能。需要注意的是，一个有效的无线网络内，只需配置一台网络控制器模式的监测设备即可。

于各个监测点，将本实用新型配置成终端采集器模式。此模式下，储罐无线计量监测设备通过传感器采集储罐的相关数据，比如油位、水位、温度等，并将采集到的数据通过天线发送至上述控制中心设置的监测设备，其中，传感器可以是位移传感器或是磁致伸缩位移传感器，比如油库磁致伸缩多功能液位仪MG等。

由于采用无线方式传输数据时会受到传输距离的限制，因此，为了延长数据的传输距离，改善数据信号的传输质量，可于数据发送端和接收端之间(即各个监测点与控制中心之间)的一定距离设置一台或数台工作于数据路由器模式的储罐无线计量监测设备，以增加传输过程中的数据信号强度，延长传输距离。此时，各监测点的监测设备可将传感器采集的储罐的相关数据先发送至数据路由模式的监测设备，然后由数据路由模式的监测设备将数据转发至上述控制中心的监测设备或是相邻数据路由模式的监测设备。

图2A至图2E是本实用新型控制电路具体电路图。

如图2A，本实用新型控制电路中的无线通讯控制芯片采用JN5139芯片，具体型号为JN5139-Z01-M02，该芯片是一款2.4G的无线通讯SOC模块，外置SMA接口的天线，内含可编程的微控制单元，即可通过编程实现上述监测设备的三种工作模式。

如图2B，根据监测设备的不同工作模式，传感器接口电路可连接不同的设备。网络控制器模式下，该传感器接口电路用于连接北京博瑞物自动计量系统股份有限公司生产的储罐动态监测仪；而终端采集器模式下，该传感器接口电路用于连接一至四个MTS公司的传感器，比如MTS位移传感器，MTS磁致伸缩位移传感器。

如图2C，电源转换电路主要采用美国LINEAR公司的LT3470ETS8芯片，用于将太阳能组件输出的24V直流电压转换为本实用新型监测设备所需要的工作电压3.3V和18V。太阳能组件采用北京昌日新能源科技有限公司生产的规格为17.2V/15W的太阳能板，数量为两块，太阳能板控制器型号为SDRC10。

如图2D及2E，LCD显示屏采用长沙太阳人电子有限公司的SMS0801B型LCD显示模块，使用数字1-99量化显示当前网络的通讯质量。触摸按键电路用于设置工作模式、查询并设置网络地址等。存储器用于存储设备的配置数据和工作参数等。

图3为本实用新型的流程图。如图所示，本实用新型的储罐无线计量监测设备于开机启动300时先读取配置310：

若当前设备配置成终端采集器模式320，则判断所在网络是否有效321，无效则寻找并加入到有效网络322中，网络有效则采集读取传感器数据323，并进一步判断采集到的传感器数据是否有效324，数据有效则发送出去325并重新跳转至步骤321，数据无效则跳转至判断网络是否有效步骤321；

若当前设备配置成数据路由器模式330，则判断所在网络是否有效331，无效则寻找并加入有效网络332中，网络有效则判断是否收到数据333，若收到数据则将收到的数据转发出去334并重新跳转至步骤331，若未收到则跳转至判断网络是否有效步骤331；其中，数据路由模式下的监测设备收到的数据可以是终端采集器模式下监测设备发送的数据或者是相邻数据路由器模式下监测设备转发的数据。

若当前设备的工作模式既不是终端采集器也不是数据路由器模式，则判断是否工作于网络控制器模式340，若不是则将该设备配置为网络控制器模式341。于该模式下，设备首先查找空闲频道并启动网络342，然后判断当前网络是否阻塞343，当前网络阻塞则返回步骤342以重新查找空闲网络，网络未阻塞则判断是否收到数据344，若收到则将收到的数据输出到储罐动态监测仪345并重新跳转至步骤343，若未收到则跳转至步骤343以判断网络是否阻塞。其中，网络控制器模式下的监测设备收到的数据可以是终端采集器模式下监测设备发送的数据或者是相邻数据路由器模式下监测设备转发的数据。另外，网络控制器模式下的监测设备也可将收到的数据上传至数据中心服务器以供监测。

在上述的数据传输过程中，均采用请求应答机制和全数字化传输，以提高数据传输的可靠性和准确性。另外，LCD显示屏均使用数字1-99量化显示当前网络的通讯质量，使用更具人性化。

本实用新型的储罐无线计量监测设备，通过将设置于危险区和安全区的设备配置成不同的工作模式，危险区的设备通过传感器采集储罐的相关数据并以无线方式将采集的数据传输至安全区的监测设备以供分析监测，同时于无线网络中设置一台或数台数据路由模式的设备以延长数据传输距离，使得油库或站的自动化改造过程中，无线再重新布线，大大地提高了工作效率，而且有利于改造后的油库或站的后期维护。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种储罐无线计量监测设备，其特征在于：它包括壳体、设于壳体表面的LCD显示屏、无线发射/接收天线、太阳能组件及设置在壳体内的控制电路；

所述控制电路包括无线通讯控制芯片、电源转换电路、传感器接口电路；

其中，所述无线通讯控制芯片的一数据输入/输出端与所述无线发射/接收天线相连接；

所述无线通讯控制芯片的电源输入端经所述电源转换电路与所述太阳能组件的电源输出端相连；

所述无线通讯控制芯片的一组数据输入/输出端经所述传感器接口电路与设置在储罐不同位置的传感器相连接，用于采集储罐的相关数据；

所述无线通讯控制芯片的另一组数据输入/输出端与所述LCD显示屏的数据输入/输出端相连接。

2.如权利要求1所述的储罐无线计量监测设备，其特征在于：所述控制电路还包括存储器，该存储器的数据总线与所述无线通讯控制芯片的又一组数据输入/输出端相连接。

3.如权利要求2所述的储罐无线计量监测设备，其特征在于：它还包括储罐动态监测仪，该储罐动态监测仪通过所述传感器接口电路与所述无线通讯控制芯片的数据输入/输出端相连。

4.如权利要求3所述的储罐无线计量监测设备，其特征在于：它的数据传输方式采用具有可靠性的请求应答机制。

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