CN216357327U - 基于北斗的油气井场数据采集传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其包括设备壳体，壳体内部设置有RTU数据采集功能模块和北斗数据传输模块；所述RTU数据采集功能模块包括采用层叠放置结构的第一主控核心板、功能执行板和电源板三部分，第一主控核心板上设有第一处理器，功能执行板上设有模拟量输入、数字量输入输出、串口、网口，电源板上设置电源模块用于供电；所述北斗数据传输模块包括第二主控核心板和多合一天线板，第二主控核心板上设有第二处理器和北斗RNSS/RDSS模块，北斗RNSS/RDSS模块通过连接线连接多合一天线板。本实用新型降低了偏远油气井场建设维护成本，节省了大量人力，实现了油气井场信息管理中心对偏远油气井场实时监测。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集传输技术领域，具体涉及一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统。
背景技术
在油气开采活动中经常遇到的情况是油气井场处于沙漠、戈壁、深山等荒无人烟的地方，这些地方本身没有移动互联网信号，给油气井场管理带来极大不便，浪费大量人力物力。以往的解决方法如铺设光纤、人员定期巡视等面临开发建设成本大，后期维护难，效果不理想等问题。故急需一种新型的成本低易维护的数据采集传输技术，因此，基于北斗的油气井场数据采集传输系统因此诞生。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，通过在偏远油气井场部署基于北斗的油气井场数据采集传输系统，可解决偏远油气井场在无移动互联网信号的情况下实时采集传输井场数据不便的问题，实现了油气田信息管理中心全天候实时监测油气井场设备运行状态，油气数据等。
本实用新型采取的技术方案是：一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，包括安装在油气井场的设备壳体，所述壳体内部设置有通过网线相互连接的RTU数据采集功能模块和北斗数据传输模块；所述RTU数据采集功能模块包括采用层叠放置结构的第一主控核心板、功能执行板和电源板三部分，功能执行板通过插针连接件置于电源板之上，第一主控核心板通过插针连接件置于功能执行板之上；所述第一主控核心板上设有第一处理器，功能执行板上设有模拟量输入、数字量输入输出、串口、网口，电源板上设置电源模块用于供电；所述北斗数据传输模块包括第二主控核心板和多合一天线板，所述第二主控核心板上设有第二处理器和北斗RNSS/RDSS模块，北斗RNSS/RDSS模块通过连接线连接多合一天线板。
进一步的，所述第一处理器采用32位Atmel AT91RM9200嵌入式Linux处理器，并集成MAC、USB、USART外设，且通过外扩SDRAM和NOR FLASH增加系统运行内存和非易失闪存空间。
进一步的，所述第一处理器上还连接ZigBee模块以及RTC、以太网收发控制和JTAG功能单元。
进一步的，所述ZIGBEE模块通过2.4GHZ无线信号收集油气井场仪表数据，且支持SZ9-GRM_V3.01通信协议。
进一步的，所述模拟量输入、数字量输入输出用于外接井场传感器、设备的硬件接口，获知井场采油或采气设备运行状态与数据，数据包括：炉温、液压、温湿度、位移、载荷数据；其中具体设有5路模拟量输入，12路数字量输入，10路数字量输出。
进一步的，所述模拟量输入支持电流4mA-20mA；所述数字量输入为无源节点，内部提供24V电压，输出为继电器输出，支持5A/250AV或5A/30VDC。
进一步的，所述RTU数据采集功能模块的串口和网口为数据采集模块和北斗数据传输模块、调试设备的硬件通信接口，RTU数据采集模块通过串口或网口将数据发送给北斗数据传输模块，再由北斗数据传输模块将数据通过北斗卫星链路传给油气井场信息管理中心。
进一步的，所述RTU数据采集功能模块的串口采用RS232或RS458，且其支持Modbus协议；所述RTU数据采集功能模块的网口采用RJ45，且其支持IEC60870-5-104协议；所述北斗数据传输模块也包括作为通信硬件接口的串口和网口，其中，串口采用RS232或 RS458，且其参数可配置，网口采用RJ45，且支持IEC60870-5-104协议，同时串口、网口和供电线集成于航空插头上。
进一步的，所述第二处理器采用32位高性能嵌入式处理器，其通过网口接收RTU数据采集功能模块采集的相关数据或向其发送指令，并通过北三RNSS/RDSS模组及北斗三合一天线实现对采集的数据进行远距离发送与传输。
进一步的，所述电源模块用于将220V交流电转换为24V直流电为系统供电。
本实用新型的有益效果是：通过在偏远油气井场部署基于北斗的油气井场数据采集传输系统，解决了偏远油气井场通信难题，降低了偏远油气井场建设维护成本，节省了大量人力，实现了油气井场信息管理中心对偏远油气井场实时监测。本实用新型具有安装简单，易拆卸，能适应高温、风沙等恶劣作业环境。
附图说明
图1是基于北斗的油气井场数据采集传输系统的硬件组成示意图。
图2是基于北斗的油气井场数据采集传输系统的数据传输示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1和2，本实用新型提供的一种实施例：一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，硬件部分主要由两部分组成：RTU数据采集功能模块(RTU功能单元)和北斗数据传输模块(北三短报文功能单元)，详见图1为基于北斗的油气井场数据采集传输系统的硬件组成图。
RTU数据采集功能模块(RTU功能单元)主要实现对油气井场的数据采集及相关的控制功能，主要由三部分功能模块构成，分别为主控核心板、功能执行板和AC-DC供电部分。三部分采用层叠放置的布局方式，既提高了系统的散热能力，又减少了各部分之间的相互干扰。
主控核心板采用32位Atmel AT91RM9200嵌入式Linux处理器，主频高达180MHz，外围搭载2片128M大容量SDRAM存储，256M的NOR FLASH存储器，以及RTC、以太网收发控制、JTAG等功能单元。此外，主控核心板上还配备了ZigBee模块，能够作为数据传输的补充进行数据的传输。功能执行板主要为相关继电器执行相应的功能，以及相应的外为接口、采集接口。AC-DC供电部分经过隔离、保护等措施后将220V交流电转换为24V直流电为系统供电。亦可以通过DC-DC24V提供电源。
北斗数据传输模块(北三短报文功能单元)负责北斗数据传输，其以高性能32位嵌入式处理器为主控芯片，通过网口接收RTU功能单元采集的相关数据或向其发送指令，并通过北三RDSS/RNSS模组及北斗三合一天线实现对采集的数据的远距离发送与传输。
基于北斗的油气井场数据采集传输系统内部软件以104协议为通信基础，北斗数据传输模块遵循104协议以定期时间(30s、1分钟、10分钟不等)从RTU数据采集模块获取遥调、遥测、遥信等数据；再通过北斗数据传输模块以北斗三代短报文的形式将数据发送卫星网络。
工作流程描述：基于北斗的油气井场数据采集传输系统的采集功能单元通过ZigBee、模拟量输入、数字量输入等收集油气井场仪表、传感器、设备等的实时运行状态数据，处理并存储；然后北斗数据传输功能单元定时以104协议从采集功能单元获取数据并发送至北斗三代卫星网络。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，包括安装在油气井场的设备壳体，所述壳体内部设置有通过网线相互连接的RTU数据采集功能模块和北斗数据传输模块；
所述RTU数据采集功能模块包括采用层叠放置结构的第一主控核心板、功能执行板和电源板三部分，功能执行板通过插针连接件置于电源板之上，第一主控核心板通过插针连接件置于功能执行板之上；所述第一主控核心板上设有第一处理器，功能执行板上设有模拟量输入、数字量输入输出、串口、网口，电源板上设置电源模块用于供电；
所述北斗数据传输模块包括第二主控核心板和多合一天线板，所述第二主控核心板上设有第二处理器和北斗RNSS/RDSS模块，北斗RNSS/RDSS模块通过连接线连接多合一天线板。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述第一处理器采用32位Atmel AT91RM9200嵌入式Linux处理器，并集成MAC、USB、USART外设，且通过外扩SDRAM和NOR FLASH增加系统运行内存和非易失闪存空间。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述第一处理器上还连接ZigBee模块以及RTC、以太网收发控制和JTAG功能单元。
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述ZIGBEE模块通过2.4GHZ无线信号收集油气井场仪表数据，且支持SZ9-GRM_V3.01通信协议。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述模拟量输入、数字量输入输出用于外接井场传感器、设备的硬件接口，获知井场采油或采气设备运行状态与数据，数据包括：炉温、液压、温湿度、位移、载荷数据；其中具体设有5路模拟量输入，12路数字量输入，10路数字量输出。
6.根据权利要求1或4所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述模拟量输入支持电流4mA-20mA；所述数字量输入为无源节点，内部提供24V电压，输出为继电器输出，支持5A/250AV或5A/30VDC。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述RTU数据采集功能模块的串口和网口为数据采集模块和北斗数据传输模块、调试设备的硬件通信接口，RTU数据采集模块通过串口或网口将数据发送给北斗数据传输模块，再由北斗数据传输模块将数据通过北斗卫星链路传给油气井场信息管理中心。
8.根据权利要求7所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述RTU数据采集功能模块的串口采用RS232或RS458，且其支持Modbus协议；所述RTU数据采集功能模块的网口采用RJ45，且其支持IEC60870-5-104协议；所述北斗数据传输模块也包括作为通信硬件接口的串口和网口，其中，串口采用RS232或RS458，且其参数可配置，网口采用RJ45，且支持IEC60870-5-104协议，同时串口、网口和供电线集成于航空插头上。
9.根据权利要求1所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述第二处理器采用32位高性能嵌入式处理器，其通过网口接收RTU数据采集功能模块采集的相关数据或向其发送指令，并通过北三RNSS/RDSS模组及北斗三合一天线实现对采集的数据进行远距离发送与传输。
10.根据权利要求1所述的一种基于北斗的油气井场数据采集传输系统，其特征在于，所述电源模块用于将220V交流电转换为24V直流电为系统供电。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CN202123107954.7U Active CN216357327U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-13 | 基于北斗的油气井场数据采集传输系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2021
- 2021-12-13 CN CN202123107954.7U patent/CN216357327U/zh active Active
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