CN202771233U - 计算机控制下的抽油机数据无线采集系统 - Google Patents

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贾美娟
李梓
孔靚
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Abstract

一种计算机控制下的抽油机数据无线采集系统。主要解决现有的抽油机数据无线采集系统没有加密措施，所采集的数据容易被人为篡改的问题。其特征在于：所述系统还包括测速发电机、全波整流平均值滤波电路、MAX186CCPP型A/D转换模块、数据处理模块、TF32A09安全芯片以及DS12887时钟芯片；前述数据处理模块的信号输出端连接至TF32A09安全芯片的数据信号输入端；TF32A09安全芯片的数据信号输出端分别连接至STC系列单片机的对应数据采样信号输入端；所述DS12887时钟芯片的时钟信号输出端同时连接到所述STC系列单片机和TF32A09安全芯片的时钟信号输入端，以实现二者的时钟同步。该系统使得数据能够被加密，保证了无线传输过程中数据的安全性。

Description

计算机控制下的抽油机数据无线采集系统
技术领域
本实用新型涉及一种应用于油田上对抽油机数据进行采集的装置。 
背景技术
抽油机井的管理是油田生产管理中关键环节之一，目前我国大多数油田抽油井的现状是：油井分散、分布范围广、地区偏远、不易管理；油井管理中的大量生产数据全靠人工进行采集、消耗了大量的人力和财力；油田现场基本没有测量测试设备，判断抽油机的工作状态主要靠工人的经验。这种现状导致抽油机出现故障无法及时发现，影响了油田的正常生产，造成不必要甚至是巨大的经济损失，同时，在技术、经济上不能适应油田自动化、信息化发展的要求。针对这种问题，已经有技术人员提出了一种抽油机数据无线采集方案。但是，这种不需要人为参与的方案经过一段时间的试验性应用后，被发现存在着如下问题：由于数据为远程无线传递，加密性能差，非常容易被篡改，从而导致油田管理者通过该系统获得的抽油机数据不准确。 
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种新的计算机控制下的抽油机数据无线采集系统，该种系统中增加了安全芯片，并且在安全芯片和计算机之间采用同步时钟，使得数据能够被加密，防止了数据无线传输过程中的被篡改现象。 
本实用新型的技术方案是：该种计算机控制下的抽油机数据无线采集系统，包括STC系列单片机、钢丝绳拉力传感器、驱动电机温度传感器和电流传感器，此外，包括与STC系列单片机相配合的HD7710GPRS模块、MAX232通信模块、抽油机控制继电器和键盘，其特征在于：所述系统还包括一台测速发电机、一个全波整流平均值滤波电路、一个MAX186CCPP型A/D转换模块、数据处理模块、TF32A09安全芯片以及DS12887时钟芯片；其中，所述数据处理模块分为电流处理单元和电压处理单元，其电压类信号输入端分别与钢丝绳拉力传感器和驱动电机温度传感器的信号输出端相连接，其电流类信号输入端分别与电流传感器和全波整流平均值滤波电路的信号输出端相连接；所述测速发电机的测速信号输出端连接至全波整流平均值滤波电路的待处理信号输入端；前述数据处理模块的信号输出端连接至TF32A09安全芯片的数据信号输入端；所述TF32A09安全芯片的数据信号输出端分别连接至STC系列单片机的对应数据采样信号输入端；所述DS12887时钟芯片的时钟信号输出端同时连接到所述STC系列单片机和TF32A09安全芯片的时钟信号输入端，以实现二者的时钟同步。 
本实用新型具有如下有益效果：本种数据采集系统针对油田上抽油机的实际特点而设计，将无线通信技术和单片机以及安全芯片技术结合起来提出了一种新的设计构思，这一设计构思过程式发明人在进行《基于日志关联分析的入侵检测技术研究》这一项目时受到启发而完成的，由于在系统中增加了安全芯片，并且在安全芯片和计算机之间采用同步时钟，从而使得数据能够被加密，防止了数据无线传输过程中的被篡改现象。整个系统具有数据采集、温度监控、电机自动运行控制、数据无线传输等功能，可以实现对抽油机的运行状况进行实时数据采集与监控。经过实验测试，该系统能够有效的实现对油井的监管，减少了操作人员的劳动量，降低了误差，节约能源，提高了整体的安全性。 
附图说明 
图1是本实用新型的构成原理示意图。
图2是本实用新型所述数据处理模块中电流处理单元的电气原理图。 
图3是本实用新型所述数据处理模块中电压处理单元的电气原理图。 
具体实施方式 
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1所示，该种计算机控制下的抽油机数据无线采集系统，包括STC系列单片机、钢丝绳拉力传感器、驱动电机温度传感器和电流传感器，此外，包括与STC系列单片机相配合的HD7710GPRS模块、MAX232通信模块、抽油机控制继电器和键盘，其特征在于：所述系统还包括一台测速发电机、一个全波整流平均值滤波电路、一个MAX186CCPP型A/D转换模块、数据处理模块、TF32A09安全芯片以及DS12887时钟芯片；其中，所述数据处理模块分为电流处理单元和电压处理单元，其电压类信号输入端分别与钢丝绳拉力传感器和驱动电机温度传感器的信号输出端相连接，其电流类信号输入端分别与电流传感器和全波整流平均值滤波电路的信号输出端相连接；所述测速发电机的测速信号输出端连接至全波整流平均值滤波电路的待处理信号输入端；前述数据处理模块的信号输出端连接至TF32A09安全芯片的数据信号输入端；所述TF32A09安全芯片的数据信号输出端分别连接至STC系列单片机的对应数据采样信号输入端；所述DS12887时钟芯片的时钟信号输出端同时连接到所述STC系列单片机和TF32A09安全芯片的时钟信号输入端，以实现二者的时钟同步。
具体实施时，测速发电机需要与抽油机电机同轴连接，全波整流平均值滤波电路作用是将测速发电机输出的交流电压信号进行全波整流，得到直流电信号后，再送入平均值滤波器滤波，得到直流电信号的平均值，再由A/D模数转换芯片转化为数字信号，经过安全芯片加密后，再送至单片机对该数字信号进行处理后转化为电机转速数据。 
图2和图3是本实用新型所述数据处理模块中电流信号和电压信号处理单元的电气原理图。其中AD620起到放大800倍的作用，而LM324在电路起到电压比较的作用，同时由于接入了RC滤波电路，使得数据采集的更为平稳。稳定的输出信号由U1-3连接到MAX186CCPP的信号输入端，从而实现进一步处理。 

Claims (1)

1.一种计算机控制下的抽油机数据无线采集系统，包括STC系列单片机、钢丝绳拉力传感器、驱动电机温度传感器和电流传感器，此外，包括与STC系列单片机相配合的HD7710GPRS模块、MAX232通信模块、抽油机控制继电器和键盘，其特征在于：所述系统还包括一台测速发电机、一个全波整流平均值滤波电路、一个MAX186CCPP型A/D转换模块、数据处理模块、TF32A09安全芯片以及DS12887时钟芯片；其中，所述数据处理模块分为电流处理单元和电压处理单元，其电压类信号输入端分别与钢丝绳拉力传感器和驱动电机温度传感器的信号输出端相连接，其电流类信号输入端分别与电流传感器和全波整流平均值滤波电路的信号输出端相连接；所述测速发电机的测速信号输出端连接至全波整流平均值滤波电路的待处理信号输入端；前述数据处理模块的信号输出端连接至TF32A09安全芯片的数据信号输入端；所述TF32A09安全芯片的数据信号输出端分别连接至STC系列单片机的对应数据采样信号输入端；所述DS12887时钟芯片的时钟信号输出端同时连接到所述STC系列单片机和TF32A09安全芯片的时钟信号输入端，以实现二者的时钟同步。
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