CN210199550U - 一种智能化多终端油井远程监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能化多终端油井远程监控系统，所述的人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器和火焰传感器均向Zigbee无线发送模块发送信号，所述的Zigbee无线发送模块与Zigbee无线接收模块无线传输信号，所述的Zigbee无线接收模块将信号传输至ARM控制器，所述的ARM控制器与无线路由器双向传输信号，所述的ARM控制器向云台发送信号，所述的云台上的USB摄像头向无线路由器发送信号，所述的无线路由器与手持移动终端和监控中心视频终端双向传输信号。本实用新型能够对采集到的视频和数据信息处理后发送至手持移动终端和监控中心视频终端，从而实现对油井工作状态及环境的实时监控。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种智能化多终端油井远程监控系统。
背景技术：
当前形势下，油田的油井管理存在着许多亟待解决问题。许多油田的油井分布得比较分散，周边治安环境安全难以得到保证，时常会出现设备被偷盗造成的停井现象；管理人员不能及时发现和处理因天气、设备故障、人为因素造成的停井。这些问题对原油产量产生了严重的影响，并产生了单井能耗高，油井寿命缩短等问题。对现有依赖人工的油井生产管理方式进行改进，提高机采系统的信息化和自动化管理水平，减少故障停井的发生，降低油井能耗，提高生产效率是实现油田生产过程安全自动化管理的重要需求。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种智能化多终端油井远程监控系统，用以解决上述问题，采用温度、湿度、气压和火焰传感器测量基础环境数据，通过人体红外传感器和摄像头用于设备的防盗监控，采用4G和WIFI无线通信方式进行远距离和近距离数据传输，提供一种监控范围广、设计合理、功能强大的油井远程监控系统。
本发明通过以下技术方案实现：
一种智能化多终端油井远程监控系统，系统包括数据采集单元1、视频采集单元2、数据处理单元3和数据接收单元4；其中数据采集单元1包括人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器、火焰传感器和Zigbee无线发送模块；视频采集单元2包括USB摄像头和三轴云台；数据处理单元3包括Zigbee无线接收模块、ARM控制器和无线路由模块；数据接收单元4包括监控中心视频终端和手持移动终端；
所述的人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器和火焰传感器均向Zigbee无线发送模块发送信号，所述的Zigbee无线发送模块与Zigbee无线接收模块无线传输信号，所述的Zigbee无线接收模块将信号传输至ARM控制器，所述的ARM控制器与无线路由器双向传输信号，所述的ARM控制器向云台发送信号，所述的云台上的USB摄像头向无线路由器发送信号，所述的无线路由器与手持移动终端和监控中心视频终端双向传输信号。
所述的红外传感器U1的1号端连接工作电压3.3V，所述的红外传感器U1的2号端连接模块U5的11号端，所述的红外传感器U1的3号端接地；
所述的温湿度传感器U2的1号端连接工作电压3.3V，所述的温湿度传感器U2的2号端连接模块U5的12号端，所述的温湿度传感器U2的3号端接地；
所述的气压传感器U3的1号端连接工作电压3.3V，所述的气压传感器U3的2号端连接模块U5的10号端，所述的气压传感器U3的3号端连接模块U5的9号端，所述的气压传感器U3的4号端接地；
所述的火焰传感器U4的1号端连接工作电压3.3V，所述的火焰传感器U4的2号端连接模块U5的3号端，所述的火焰传感器U4的3号端连接模块U5的2号端后接地；
所述的模块U5的4号端接工作电压3.3V，所述的模块U5的8号端接地。
所述的摄像头U9的1号端连接模块U8的62号端，所述的摄像头U9的2号端连接模块U8的61号端，所述的摄像头U9的3号端连接模块U8的60号端，所述的摄像头U9的4号端连接模块U8的59号端。
所述的云台U10的1号端接工作电压12V，所述的云台U10的2号端连接ARM控制器U7的42号端，所述的云台U10的3号端连接ARM控制器U7的41号端，所述的云台U10的4号端接地。
所述的ARM控制器U7的1号端连接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的5号端连接晶振Y1的一端与电容C3的一端，所述的ARM控制器U7的6号端连接晶振Y1的另一端与电容C4的一端，所述的电容C3的另一端连接电容C4的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的13号端连接电容C2的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的12号端连接电容C2的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的7号端连接按钮REST的一端、电容C1的一端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压3.3V，电容C1的另一端连接按钮REST的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的19号端连接电容C7的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的18号端连接电容C7的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的20号端连接模块U8的24号端，所述的ARM控制器U7的21号端连接模块U8的25号端，所述的ARM控制器U7的22号端连接模块U8的26号端，所述的ARM控制器U7的23号端连接模块U8的27号端，所述的ARM控制器U7的32号端连接电容C8的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的31号端连接电容C8的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的48号端连接电容C6的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的47号端连接电容C6的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的51号端连接模块U6的1号端，所述的ARM控制器U7的52号端连接模块U6的3号端，所述的ARM控制器U7的64号端连接电容C5的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的63号端连接电容C5的另一端后接地；
所述的模块U6的8号端接地，所述的模块U6的2号端接地，所述的模块U6的4号端连接工作电压3.3V；
所述的模块U8的48号端接工作电压5V，所述的模块U8的47号端接地。
有益效果：
1.本实用新型对不同功能的模块进行独立设计，将主要的数据处理操作交给ARM控制器。传感器等组件仅为数据处理单元采集数据或执行数据处理单元发出的指令，有利于各个模块以更高的效率工作。
2.本实用新型添加了温度、湿度、气压和火焰传感器测量其基础环境数据，又增添了人体红外感应模块用于设备的防盗，摄像头方面增加三轴云台，便于调节监控区域，优化监控效果。
3本实用新型使用无线路由模块，可以通过局域网为Android终端设备提供视频流和传感器数据，增加了通过局域网直接向数据接收单元发送数据的功能。
4本实用新型针对上述传感器测量的数据，使用ARM控制器对其进行初步的处理和封装，保证数据格式的简洁和规范，使数据的传输更加科学高效，能够有效减少传输过程中发生的数据包丢失现象。
附图说明：
附图1是本实用新型的系统方框图。
附图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
一种智能化多终端油井远程监控系统，包括：数据采集单元1、视频采集单元2、数据处理单元3和数据接收单元4。所述的数据采集单元1由人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器、火焰传感器和Zigbee无线发射模块组成，用于实时采集并发送油井工作环境信息，所述的视频采集单元2由USB摄像头模块及三轴云台组成，用于实时监控周边环境并调节摄像头可视范围，所述的数据处理单元3由Zigbee无线接收模块、ARM控制器和无线路由模块组成，用于数据的汇总和封装并对采集到的视频和数据信息处理后发送至数据接收单元4，所述的数据接收单元4由监控中心视频终端和手持移动终端组成，用于实时接收并显示视频和传感器采集到的数据。
所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，所述的数据采集单元1中红外传感器U1的1号端连接工作电压3.3V，所述的红外传感器U1的2号端连接模块U5的11号端，所述的红外传感器U1的3号端接地。
所述的温湿度传感器U2的1号端连接工作电压3.3V，所述的温湿度传感器U2的2号端连接模块U5的12号端，所述的温湿度传感器U2的3号端接地。
所述的气压传感器U3的1号端连接工作电压3.3V，所述的气压传感器U3的2号端连接模块U5的10号端，所述的气压传感器U3的3号端连接模块U5的9号端，所述的气压传感器U3的4号端接地。
所述的火焰传感器U4的1号端连接工作电压3.3V，所述的火焰传感器U4的2号端连接模块U5的3号端，所述的火焰传感器U4的3号端连接模块U5的2号端后接地。
所述的模块U5的4号端接工作电压3.3V，所述的模块U5的8号端接地。
所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，所述的视频采集单元2中的摄像头U9的1号端连接模块U8的62号端，所述的摄像头U9的2号端连接模块U8的61号端，所述的摄像头U9的3号端连接模块U8的60号端，所述的摄像头U9的4号端连接模块U8的59号端。
所述的云台U10的1号端接工作电压12V，所述的云台U10的2号端连接ARM控制器U7的42号端，所述的云台U10的3号端连接ARM控制器U7的41号端，所述的云台U10的4号端接地。
所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，所述的数据处理单元3中ARM控制器U7的1号端连接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的5号端连接晶振Y1的一端与电容C3的一端，所述的ARM控制器U7的6号端连接晶振Y1的另一端与电容C4的一端，所述的电容C3的另一端连接电容C4的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的13号端连接电容C2的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的12号端连接电容C2的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的7号端连接按钮REST的一端、电容C1的一端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压3.3V，电容C1的另一端连接按钮REST的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的19号端连接电容C7的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的18号端连接电容C7的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的20号端连接模块U8的24号端，所述的ARM控制器U7的21号端连接模块U8的25号端，所述的ARM控制器U7的22号端连接模块U8的26号端，所述的ARM控制器U7的23号端连接模块U8的27号端，所述的ARM控制器U7的32号端连接电容C8的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的31号端连接电容C8的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的48号端连接电容C6的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的47号端连接电容C6的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的51号端连接模块U6的1号端，所述的ARM控制器U7的52号端连接模块U6的3号端，所述的ARM控制器U7的64号端连接电容C5的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的63号端连接电容C5的另一端后接地。
所述的模块U6的8号端接地，所述的模块U6的2号端接地，所述的模块U6的4号端连接工作电压3.3V。
所述的模块U8的48号端连接工作电压5V，所述的模块U8的47号端接地。
数据采集单元：U1、U2、U3、U4分别为人体红外传感器HC-SR501、温湿度传感器DHT11、气压传感器GY-68和火焰传感器YS-17，U5为Zigbee无线发射模块。Zigbee无线发射模块U5的主芯片型号为CC2530芯片。
视频采集单元：U9、U10分别为USB摄像头和三轴云台。三轴云台摄像头型号为AD6402NH。
数据处理单元：U6、U7、U8分别为Zigbee无线接收模块、ARM控制器和无线路由模块。Zigbee无线接收模块U6的主芯片型号为CC2530芯片，ARM控制器U7的型号为STM32f103RCT6芯片，无线路由模块U8的主芯片型号为MT7628A。
本实用新型的工作原理为：人体红外传感器U1、温湿度传感器U2、气压传感器U3和火焰传感器U4将采集到的数据通过Zigbee模块U5以无线方式发出；Zigbee模块U6接收相应的无线数据信号并发送至ARM控制器U7，ARM控制器U7对数据进行整合封装后传送至无线路由模块U8，摄像头U9获取的实时视频监控数据通过USB数据总线传送至无线路由模块U8；无线路由模块U8将传感器数据和实时监控视频数据整合后无线发出，并实时接收监控中心视频终端和手持移动终端发送的云台控制指令，将其返回至ARM控制器U7；ARM控制器U7根据接收到的云台控制指令，实时控制三轴云台U10运动，从而对摄像头U9进行角度调整；监控中心视频终端和手持移动终端通过无线网络对实时监控视频数据和传感器数据进行接收并显示，从而使得油井管理人员能够实时监测油井周边的治安状况和各项参数，以便对油井进行实时管理和及时维护。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种智能化多终端油井远程监控系统，其特征是：系统包括数据采集单元1、视频采集单元2、数据处理单元3和数据接收单元4；其中数据采集单元1包括人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器、火焰传感器和Zigbee无线发送模块；视频采集单元2包括USB摄像头和三轴云台；数据处理单元3包括Zigbee无线接收模块、ARM控制器和无线路由模块；数据接收单元4包括监控中心视频终端和手持移动终端；
所述的人体红外传感器、温湿度传感器、气压传感器和火焰传感器均向Zigbee无线发送模块发送信号，所述的Zigbee无线发送模块与Zigbee无线接收模块无线传输信号，所述的Zigbee无线接收模块将信号传输至ARM控制器，所述的ARM控制器与无线路由器双向传输信号，所述的ARM控制器向云台发送信号，所述的云台上的USB摄像头向无线路由器发送信号，所述的无线路由器与手持移动终端和监控中心视频终端双向传输信号。
2.根据权利要求1所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，其特征是：所述的红外传感器U1的1号端连接工作电压3.3V，所述的红外传感器U1的2号端连接模块U5的11号端，所述的红外传感器U1的3号端接地；
所述的温湿度传感器U2的1号端连接工作电压3.3V，所述的温湿度传感器U2的2号端连接模块U5的12号端，所述的温湿度传感器U2的3号端接地；
所述的气压传感器U3的1号端连接工作电压3.3V，所述的气压传感器U3的2号端连接模块U5的10号端，所述的气压传感器U3的3号端连接模块U5的9号端，所述的气压传感器U3的4号端接地；
所述的火焰传感器U4的1号端连接工作电压3.3V，所述的火焰传感器U4的2号端连接模块U5的3号端，所述的火焰传感器U4的3号端连接模块U5的2号端后接地；
所述的模块U5的4号端接工作电压3.3V，所述的模块U5的8号端接地。
3.根据权利要求1所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，其特征是：所述的摄像头U9的1号端连接模块U8的62号端，所述的摄像头U9的2号端连接模块U8的61号端，所述的摄像头U9的3号端连接模块U8的60号端，所述的摄像头U9的4号端连接模块U8的59号端,
所述的云台U10的1号端接工作电压12V，所述的云台U10的2号端连接ARM控制器U7的42号端，所述的云台U10的3号端连接ARM控制器U7的41号端，所述的云台U10的4号端接地。
4.根据权利要求1所述的一种智能化多终端油井远程监控系统，其特征是：所述的ARM控制器U7的1号端连接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的5号端连接晶振Y1的一端与电容C3的一端，所述的ARM控制器U7的6号端连接晶振Y1的另一端与电容C4的一端，所述的电容C3的另一端连接电容C4的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的13号端连接电容C2的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的12号端连接电容C2的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的7号端连接按钮REST的一端、电容C1的一端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电压3.3V，电容C1的另一端连接按钮REST的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的19号端连接电容C7的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的18号端连接电容C7的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的20号端连接模块U8的24号端，所述的ARM控制器U7的21号端连接模块U8的25号端，所述的ARM控制器U7的22号端连接模块U8的26号端，所述的ARM控制器U7的23号端连接模块U8的27号端，所述的ARM控制器U7的32号端连接电容C8的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的31号端连接电容C8的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的48号端连接电容C6的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的47号端连接电容C6的另一端后接地，所述的ARM控制器U7的51号端连接模块U6的1号端，所述的ARM控制器U7的52号端连接模块U6的3号端，所述的ARM控制器U7的64号端连接电容C5的一端后接工作电压3.3V，所述的ARM控制器U7的63号端连接电容C5的另一端后接地；
所述的模块U6的8号端接地，所述的模块U6的2号端接地，所述的模块U6的4号端连接工作电压3.3V；
所述的模块U8的48号端接工作电压5V，所述的模块U8的47号端接地。
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