CN203838865U - 一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统 - Google Patents
一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统。其技术方案是：主要由数据采集模块、ZigBee无线数据通讯模块、现场数据接收模块、ZigBee移动终端组成，数据采集模块从现场采集固井的施工参数，ZigBee无线数据通讯模块与数据采集模块通过数据线互连，接收ZigBee无线数据通讯模块接收到的实时施工参数数据，然后完成数据的存储、发布、显示；ZigBee移动终端用来接收现场数据接收模块发布出来的实时施工参数数据。有益效果是：真正实现现场数据的实时采集、传输、存储。现场不必布线，减少布线的工作难度和工作量。同时通过现场的ZigBee无线网络，可以方便地进行现场数据发布，让工作在各个岗位的固井工程师可以通过ZigBee移动终端随地实时查看固井的施工参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油固井行业，特别涉及一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统。
背景技术
目前，油田固井是石油开采过程中一项重要的过程工艺，固井的工作性质比较特殊，每口井的一次工作时间大约持续几个小时到十几个小时，要精准掌握固井的各项施工参数，必须有便捷的数据采集系统。传统的布信号线的方法有很多弊端，比如信号线布设距离长、信号线容易被干扰、布线工作量大、信号线容易损坏等等。因此大多是各个传感器独立工作，现场通过人工在各个传感器中查看数据，无法实现数据的全程采集保存，不利于固井事故中的后期数据分析，也不利于正常固井中的质量评估。
固井现场一般会存在的建筑物有钻井平台、泥浆池、泥浆泵、水泥罐、水泥车、水车、钻井设备存放的集装箱、钻井工人现场生活的集装箱，也就是金属物品很多，很多集装箱都是有序排放的，可以组成现场的普通无线通讯的屏蔽。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统，实现固井数据的实时采集和传输保存，由于ZigBee的功耗较低，目前阶段的传感器也大多使用了低功耗的电子器件，因此很容易实现电池供电，让现场的信号线、电源线距离最短或者无需信号线、电源线。
其技术方案是：主要由数据采集模块、ZigBee无线数据通讯模块、现场数据接收模块、ZigBee移动终端组成，数据采集模块安装在固井现场中，从现场传感器中采集固井的各项施工参数，主要包括有水泥和泥浆的流量、密度、压力等各项实时施工参数；
所述的ZigBee无线数据通讯模块与数据采集模块通过数据线互连，可以把数据采集模块发送过来的实时施工参数数据以无线的方式直接发送到与现场数据接收模块互连的ZigBee无线数据通讯模块；
所述的现场数据接收模块与附带的ZigBee无线数据通讯模块通过数据线互连，可以接收ZigBee无线数据通讯模块接收到的实时施工参数数据，然后完成数据的存储、发布、显示；
所述的ZigBee移动终端用来接收现场数据接收模块发布出来的实时施工参数数据，并且从显示屏中显示出来。
上述的 ZigBee无线数据通讯模块包括星状、片状和网状网络结构，并由一个协调器、多个路由器、多个终端连接组成。
上述的数据采集模块主要包括MCU处理模块、存储模块、模数转换模块、键盘设置模块和LCD模块，其中，模数转换模块则负责采用现场传感器的数据，供给MCU处理模块处理；MCU处理模块接收模数转换模块的数据，并将配置的数据参数存入到存储模块中，键盘设置模块响应现场的按键信号，LCD模块则显示不同的按键的内容和传感器采样信号，供现场数据监控；通过ZigBee无线数据通讯模块接收远程数据配置控制命令，同时将测量数据进行无线数据传输到中央控制室。
上述的MCU处理模块采用TI MSP430F5418处理模块。
本实用新型的有益效果是：真正实现现场数据的实时采集、传输、存储。现场不必布线，减少布线的工作难度和工作量。同时通过现场的ZigBee无线网络，可以方便地进行现场数据发布，让工作在各个岗位的固井工程师可以通过ZigBee移动终端随地实时查看固井的施工参数。
附图说明
附图1是本实用新型的原理拓扑图；
附图2是本实用新型的ZigBee网状网组网拓扑图；
附图3是本实用新型的现场工作原理图；
上图中：数据采集模块1、ZigBee无线数据通讯模块2、现场数据接收模块3、ZigBee移动终端4，协调器2.1、路由器2.2、终端2.3。
具体实施方式
结合附图1-3，对本实用新型作进一步的描述：
本实用新型主要由数据采集模块1、ZigBee无线数据通讯模块2、现场数据接收模块3、ZigBee移动终端4组成，数据采集模块1安装在固井现场中，从现场传感器中采集固井的各项施工参数，主要包括有水泥和泥浆的流量、密度、压力等各项实时施工参数；
所述的ZigBee无线数据通讯模块2与数据采集模块1通过数据线互连，可以把数据采集模块1发送过来的实时施工参数数据以无线的方式直接发送到与现场数据接收模块3互连的ZigBee无线数据通讯模块；
所述的现场数据接收模块3与附带的ZigBee无线数据通讯模块2通过数据线互连，可以接收ZigBee无线数据通讯模块2接收到的实时施工参数数据，然后完成数据的存储、发布、显示；
所述的ZigBee移动终端4用来接收现场数据接收模块3发布出来的实时施工参数数据，并且从显示屏中显示出来。
上述的 ZigBee无线数据通讯模块2包括星状、片状和网状网络结构，并由一个协调器2.1、多个路由器2.2、多个终端2.3连接组成，在一个网状网中，有且只能有一个协调器，可以接受、发送数据。路由器可以与协调器互连，也可以与终端互连，可以接收、发送、转发数据。终端可以与协调器互连，也可以与路由器互连，可以接收、发送数据。相互之间，都可以实现点对点的数据传递，协调器可以发送广播数据。终端节点功耗非常低，一节电池甚至可以工作几年。当某个路由节点失效或者仅信号不好，ZigBee网络可以很快自动计算出一条新路由进行传递数据。
上述的数据采集模块1主要包括MCU处理模块、存储模块、模数转换模块、键盘设置模块和LCD模块，其中，模数转换模块则负责采用现场传感器的数据，供给MCU处理模块处理；MCU处理模块接收模数转换模块的数据，并将配置的数据参数存入到存储模块中，键盘设置模块响应现场的按键信号，LCD模块则显示不同的按键的内容和传感器采样信号，供现场数据监控；通过ZigBee无线数据通讯模块（2）接收远程数据配置控制命令，同时将测量数据进行无线数据传输到中央控制室。
上述的MCU处理模块采用TI MSP430F5418处理模块。
需要说明的是：ZigBee无线通讯模块是各个模块之间无线通讯的网络承载模块；ZigBee无线通讯模块是本使用新型所概述的各个模块的连接纽带。数据采集模块与其附带的ZigBee无线通讯模块通过数据线互连；数据接收模块与其附带的ZigBee无线通讯模块通过数据线互连；ZigBee移动终端内嵌有ZigBee模块，可以接收现场数据接收模块发布出来的实时施工参数。
ZigBee技术是一种先进的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、抗干扰、高可靠性、高安全性的双向无线通信技术，其基础是IEEE 802.15.4国际标准协议。ZigBee具备多种通讯模式，主要包括星状、片状和网状等网络结构。可以自动路由计算，自动路由选择，特别适合环境多变的固井工作环境。
Claims (4)
1.一种用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统，其特征是：主要由数据采集模块（1）、ZigBee无线数据通讯模块（2）、现场数据接收模块（3）、ZigBee移动终端（4）组成，数据采集模块（1）安装在固井现场中，从现场传感器中采集固井的各项施工参数，主要包括有水泥和泥浆的流量、密度、压力等各项实时施工参数；
所述的ZigBee无线数据通讯模块（2）与数据采集模块（1）通过数据线互连，可以把数据采集模块（1）发送过来的实时施工参数数据以无线的方式直接发送到与现场数据接收模块（3）互连的ZigBee无线数据通讯模块；
所述的现场数据接收模块（3）与附带的ZigBee无线数据通讯模块（2）通过数据线互连，可以接收ZigBee无线数据通讯模块（2）接收到的实时施工参数数据，然后完成数据的存储、发布、显示；
所述的ZigBee移动终端（4）用来接收现场数据接收模块（3）发布出来的实时施工参数数据，并且从显示屏中显示出来。
2.根据权利要求1所述的用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统，其特征是：所述的 ZigBee无线数据通讯模块（2）包括星状、片状和网状网络结构，并由一个协调器（2.1）、多个路由器（2.2）、多个终端（2.3）连接组成。
3.根据权利要求1所述的用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统，其特征是：所述的数据采集模块（1）主要包括MCU处理模块、存储模块、模数转换模块、键盘设置模块和LCD模块，其中，模数转换模块则负责采用现场传感器的数据，供给MCU处理模块处理；MCU处理模块接收模数转换模块的数据，并将配置的数据参数存入到存储模块中，键盘设置模块响应现场的按键信号，LCD模块则显示不同的按键的内容和传感器采样信号，供现场数据监控；通过ZigBee无线数据通讯模块（2）接收远程数据配置控制命令，同时将测量数据进行无线数据传输到中央控制室。
4.根据权利要求3所述的用于固井行业使用的ZigBee无线数据采集系统，其特征是：所述的MCU处理模块采用TI MSP430F5418处理模块。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106774025A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司 | Dau固井实时施工数据采集系统 |
| CN112901148A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-04 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种固井施工参数的采集系统和方法 |
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2014
- 2014-04-16 CN CN201420183936.8U patent/CN203838865U/zh not_active Expired - Fee Related
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