CN205370562U - 一种用于采集油气井数据的音频通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于采集油气井数据的音频通信装置，其包括：无线通讯单元，用于基于Zigbee协议与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取所述油气井无线传感器采集到的传感数据；主控制单元，用于将所述无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；音频接口单元，其用于与移动终端的音频接口对接并通讯，以将所述主控制单元处理后得到的音频信号传输至所述移动终端。本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置实现了通过移动终端展示油气井无线传感器采集的传感数据，并且其结构简单、成本低、通用性强且便于携带。

Description

一种用于采集油气井数据的音频通信装置

技术领域

本申请涉油气井通信技术领域，尤其是涉及一种用于采集油气井数据的音频通信装置。

背景技术

无线传感器网络具有节点功耗低、工作时间长、成本低、能自组织地通信以及在危险区域和大面积监测中容易布置等特点。而在在油气开发现场，针对油气井远程监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等特点，通常就采用无线传感器网络对油气井中不同深度地层的温度、压力等参数进行实时监测。目前测量油气井数据所需的无线传感器(以下简称油气井无线传感器)所采的数据通常要传送给专用的处理设备进行处理。

随着高性能的移动终端的普及，将油气井无线传感器所采集数据用移动终端进行随时随地的展示等功能已成为可能。然而，目前的智能手机无法与油气井现有的油气井无线传感器直接进行通讯。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于采集油气井数据的音频通信装置，以实现通过移动终端展示油气井无线传感器采集的传感数据。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种用于采集油气井数据的音频通信装置，包括：

无线通讯单元，用于基于Zigbee协议与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取所述油气井无线传感器采集到的传感数据；

主控制单元，用于将所述无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；

音频接口单元，其用于与移动终端的音频接口对接并通讯，以将所述主控制单元处理后得到的音频信号传输至所述移动终端。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述主控制单元包括单片机。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述单片机包括MSP430单片机。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述音频接口单元包括：左声道、右声道、麦克和接地端，所述左声道、右声道、麦克和接地端分别对应与所述MSP430单片机的Vcc管脚、CA0管脚、UART1管脚和GND管脚相连。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述基于Zigbee协议的无线通讯单元与所述MSP430单片机的UART0管脚相连。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述MSP430单片机的电源包括二极管倍增器，所述二极管倍增器的输入端与所述左声道相连，所述二极管倍增器的输出端与所述MSP430单片机的Vcc管脚相连。

本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置，所述音频接口单元为3.5mm耳机接口。

使用时，将本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置通过音频接口单元插入移动终端的音频口，启动移动终端中的对应的客户端应用软件，从而启动本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的无线通讯单元开始与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取油气井无线传感器采集到的传感数据；本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的主控制单元，将无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的音频接口单元则将主控制单元处理后得到的音频信号传输至移动终端，此时，移动终端利用客户端应用软件可将获得的音频信号进行相应的解码，并将解码后的数据进行展示、甚至是优化和诊断等处理，从而实现了通过移动终端展示油气井无线传感器采集的传感数据。并且，与专用的传感数据处理设备相比，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置结构简单，成本较低，有利于降低油田现场的数据测量成本；而且，相比于专用的传感数据处理设备，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置采用通用的音频接口单元，其通用性更强；此外，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的便于携带，其与移动终端配合，可随时随地的展示油气井无线传感器采集的传感数据，非常方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：

图1为本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置的结构框图；

图2为本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置的结构连接示意图；

图3为本申请实施例的用于采集油气井数据的音频通信装置的外观示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，但并不作为对本申请实施例的限定。

下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。

参考图1所示，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置包括：

无线通讯单元，用于基于Zigbee协议与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取所述油气井无线传感器采集到的传感数据；

主控制单元，用于将所述无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；其中，编码可以采用稳定性好，误码率低的FSK调制等调制方式。

音频接口单元，其用于与移动终端的音频接口对接并通讯，以将所述主控制单元处理后得到的音频信号传输至所述移动终端。

在本申请实例中，移动终端一般要安装有对应的客户端应用软件，以将获得的音频信号进行相应的解码，并将解码后的数据进行展示、甚至是优化和诊断等处理。其中，所述的移动终端可以是任何便携式电子设备，包括但不限于手持电脑、平板电脑、智能手机、媒体播放器、个人数字助理(PDA)等。

在本申请实例中，所述主控制单元可以为单片机，例如MSP430单片机等，其中MSP430单片机单片机是一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器，在休眠状态下，电流可达到μA级，正常工作下电流也可以保持在几个mA级左右，使用时可根据实际需要决定是否外加数据存储单元。当然，在本申请另一实施例中，所述主控制单元也可以根据实际采用DSP芯片等实现。

在本申请实例中，由于通常的油气井无线传感器(比如无线功图传感器、无线温度传感器和无线压力传感器等)多采用Zigbee通信协议，因此，本申请实例的无线通讯单元可以为基于Zigbee协议的无线通讯单元。Zigbee无线通讯单元可使用不同厂家提供的无线模块，从而增强了该装置在油气田现场的通用性。

结合图2所示，在本申请实例中，所述音频接口单元一般包括：左声道、右声道、麦克和接地端，所述左声道、右声道、麦克和接地端分别对应与所述MSP430单片机的Vcc管脚、CA0管脚、UART1管脚和GND管脚相连。其中，移动终端可以通过左声道向MSP430单片机供电，麦克可以用于MSP430单片机向移动终端传输音频数据，右声道可用于移动终端向MSP430单片机发送控制指令，当然此种情况下要求MSP430单片机具有相应的控制指令解码功能。当采用MSP430单片机时，本申请实例的基于Zigbee协议的无线通讯单元与所述MSP430单片机的UART0管脚相连，以进行通讯。

本申请实施例中，所述MSP430单片机的电源可采用二极管倍增器，所述二极管倍增器的输入端与所述左声道相连，所述二极管倍增器的输出端与所述MSP430单片机的Vcc管脚相连，这样，二极管倍增器可收集移动终端通过左声道输出的电能，以将其电压提升至能驱动所述MSP430单片机。当然，在本申请其他实施例中，该二极管倍增器也可以采用升压变压器等实现。

在本申请实例中，为方便与移动终端(例如智能手机)进行通讯，并尽可能能的充分利用移动终端的现有接口，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的音频接口单元可以采用3.5mm耳机接口。如图3所示，可3.5mm耳机接口的接头安装于上壳体上，以便于实现即插即用，而无线通讯单元和主控制单元等可集成在该壳体内的电路板上。

使用时，将本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置通过音频接口单元插入移动终端的音频口，启动移动终端中的对应的客户端应用软件，从而启动本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的无线通讯单元开始与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取油气井无线传感器采集到的传感数据；本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的主控制单元，将无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的音频接口单元则将主控制单元处理后得到的音频信号传输至移动终端，此时，移动终端利用客户端应用软件可将获得的音频信号进行相应的解码，并将解码后的数据进行展示、甚至是优化和诊断等处理，从而实现了通过移动终端展示油气井无线传感器采集的传感数据。并且，与专用的传感数据处理设备相比，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置结构简单，成本较低，有利于降低油田现场的数据测量成本；而且，相比于专用的传感数据处理设备，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置采用通用的音频接口单元，其通用性更强；此外，本申请实例的用于采集油气井数据的音频通信装置的便于携带，其与移动终端配合，可随时随地的展示油气井无线传感器采集的传感数据，非常方便。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、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，以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，包括：

无线通讯单元，用于基于Zigbee协议与油气井无线传感器进行数据通讯，以获取所述油气井无线传感器采集到的传感数据；

主控制单元，用于将所述无线通讯单元获取到的传感数据编码成音频信号并存储；

音频接口单元，用于与移动终端的音频接口对接并通讯，以将所述主控制单元处理后得到的音频信号传输至所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述主控制单元包括单片机。

3.根据权利要求2所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述单片机包括MSP430单片机。

4.根据权利要求3所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述音频接口单元包括：左声道、右声道、麦克和接地端，所述左声道、右声道、麦克和接地端分别对应与所述MSP430单片机的Vcc管脚、CA0管脚、UART1管脚和GND管脚相连。

5.根据权利要求3所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述基于Zigbee协议的无线通讯单元与所述MSP430单片机的UART0管脚相连。

6.根据权利要求4所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述MSP430单片机的电源包括二极管倍增器，所述二极管倍增器的输入端与所述左声道相连，所述二极管倍增器的输出端与所述MSP430单片机的Vcc管脚相连。

7.根据权利要求1所述的用于采集油气井数据的音频通信装置，其特征在于，所述音频接口单元为3.5mm耳机接口。