CN218041792U - 一种便携式井场无线通信质量监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式井场无线通信质量监测装置，包括箱体，所述箱体上设有主控模块、ZIGBEE通信模块、显示屏和移动电源；所述箱体上设有把手，所述移动电源为可充电电源，所述ZIGBEE通信模块采用支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的CC2531F256芯片；所述ZIGBEE通信模块、显示屏、移动电源都分别与主控模块电连接。本实用新型提供了一种便携式井场无线通信质量监测装置，其硬件装置采用市场上易采购到通用装置构成，安装利用ZIGBEE组网技术并配合在主控模块上安装的网络诊断的应用软件，可方便地在井场诊断各仪器与RTU无线网络通信是否正常及仪器的丢包率，极大方便了现场维护工作。

Description

一种便携式井场无线通信质量监测装置

技术领域

本实用新型涉及到无线通信技术领域，具体涉及到一种便携式井场无线通信质量监测装置。

背景技术

随着油田“四化”建设的深入开展，过程的控制自动化、信息采集的网络化建设的日臻完善，在井场广泛采用物联网平台来实现RTU对现场无线仪表数据的及时采集，因此，现场的各种计量仪表，如：温度、压力、载荷、位移、流量、液位等终端设备都必须具有联网功能，并按照油田“四化”协议规定的统一的应用层数据格式构成协议包发送或解析收到的协议包。

由于各终端设备大多是按“四化”通信协议定制的专用设备、不仅种类较多、而且设备来源于多个供方，尽管都满足入网要求，但由于设计、制造水平不同，安装距离远近不同，现场干扰多及受到屏蔽等因素影响，会出现高丢包或大时延，会导致部分采集指令无法下达给终端或采集数据无法按时传输至服务器中供显示或分析，进而对油、水井的生产状态监控与预警造成不利影响。

针对当前的不足，需要一种能便携式的在井场内使用的诊断的装置，以及时发现通信故障或找出故障或丢包率高的设备，便于排除故障或更换更好的网络设备或终端。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提出一种便携式井场无线通信质量监测装置，可现场监听、诊断网络通信是否正常，找出故障或丢包率高的设备，便于排除故障或更换更好的网络设备或终端，并可在不影响计量仪表正常工作的情况下，现场获取并分析传感器数据、网络性能数据、以太网性能传输数据。

本实用新型的技术方案是：

一种便携式井场无线通信质量监测装置，包括箱体；

所述箱体上设有主控模块、ZIGBEE通信模块、显示屏和移动电源；

所述箱体上设有把手，所述移动电源为可充电电源，所述ZIGBEE通信模块采用支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的CC2531F256芯片；

所述ZIGBEE通信模块、显示屏、移动电源都分别与主控模块电连接。

优选的，所述箱体上加装隔爆层。

优选的，所述主控模块采用工控机主板，并且所述工控机主板预装了Windows系统。

优选的，所述工控机主板至少带有2个USB插口。

优选的，所述ZIGBEE通信模块上设有为USB接口，并通过USB连接线与所述工控机主板连接。

优选的，所述移动电源为可充电的12V锂电池，容量达12AH以上。

优选的，所述显示屏安装在箱体外侧，所述主控模块、ZIGBEE通信模块和移动电源安装在箱体内侧。

优选的，所述显示屏为触控显示屏。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：

本实用新型提供了一种便携式井场无线通信质量监测装置，其硬件装置采用市场上易采购到通用装置构成，安装利用ZIGBEE组网技术并配合在主控模块上安装的网络诊断的应用软件，可方便地在井场诊断各仪器与RTU无线网络通信是否正常及仪器的丢包率，极大方便了现场维护工作。

附图说明

图1是本实用新型的构成示意图；

图2是本实用新型的井场无线通信诊断流程图。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

参见图1，一种便携式井场无线通信质量监测装置，包括箱体， 箱体上设有主控模块、ZIGBEE通信模块、显示屏和移动电源。

主控模块采用高性能的工控机主板，支持Windows的操作系统，至少包含2个USB接口，系统内存2GB，存储器64GB。主板优选但不限于ELSKY M219F，带集成CPU。

ZIGBEE通信模块采用TI 公司的支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的CC2531F256芯片为核心构成的USB接口型射频模块，可通过USB接口与井场的主控电脑连接。

显示屏采用触摸屏作为显示与输入外设，采用嵌入式工控机触摸屏，优选但不限于PANEL5000-IPM121TC。

移动电源选用可充电电源采用可充电的12V锂电池，容量达12AH以上，以满足8小时供电。

箱体可选用市场上带有把手的便携式仪表箱，箱体内置隔爆层或者箱体外侧设有隔爆层，上述主控模块、ZIGBEE通信模块、触摸屏、可充电电源都容纳、安装在隔爆箱体中，或者将触控屏安装在箱体的外侧。

主控模块上连接启动按钮、2个USB口以及充电口设置于隔爆箱体外侧，形成一块控制面板区域，启动按钮、2个USB口以及充电口采用电线与主控模块相应接口相连。

主控模块预装的网络诊断软件一般包括网络参数计算模块、ZIGBEE通信模块参数设置模块、油井通信监听模块、丢包率诊断模块及报告输出模块。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上作为一种替代方案，以上主控模块及触摸屏也可用平板电脑代替，例如选用SURFACE 3平板电脑。

主控模块上的软件可采用Windows自带的网络诊断应用程序，也选用第三方网络诊断软件，例如SolarWinds、OpUtils-IT管理工具等。

由于接入ZIGBEE网络及抓包技术是网络通信通用技术，不属本专利权利要求范围，在此不赘述，仅就本专利申请文件中涉及的具体诊断方法说明如下：

一、油井无线通信监听与诊断步骤及方法

步骤一，将本发明装置放置在井场RTU附近，启动本装置的Windows系统， ZIGBEE通信模块通过USB接口与井场的主控电脑连接，启动Windows网络诊断应用程序。

步骤二，网络参数计算模块用来输入井号计算出ZIGBEE网络号、井用通道号及仪器ID号；

步骤三，ZIGBEE通信模块参数设置模块配置本无线通信诊断装置的网络号、信道号。

步骤四，进入网络监听模块监听该井各仪表与RTU的通信并保存通信记录，时间至少为该井一个最长的仪器休眠周期。

初步诊断方法是：RTU无唤醒通信包发出故障在RTU端；

若RTU收不到某一仪器的常规数据包，则故障在相应仪器端或无线空间上。具体判定方法，参见附图2的流程图。

步骤五，将本发明装置放置在故障仪表附近进一步监听通信，确诊仪器故障。

方法是，确认RTU唤醒通信包达到仪器端，否则，说明RTU无线通信信号变弱或局部受屏蔽。

步骤六，对正常与无法正常通信的仪器生成监听诊断报告。

二、仪器丢包率诊断步骤及方法

步骤一、二、三与前面相同。

步骤四，进入丢包率诊断模块。

步骤五，选择待诊断仪器的类别。

步骤六，确定开始诊断，模拟RTU向待诊断仪器发送唤醒指令，并接收仪器的常规数据包，并在收到数据后应答，直到达到一百次。

步骤七，计算丢包率，公式是：

丢包率=(发包数-收包数)/发包数×100%

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种便携式井场无线通信质量监测装置，包括箱体，其特征在于：

所述箱体上设有主控模块、ZIGBEE通信模块、显示屏和移动电源；

所述箱体上设有把手，所述移动电源为可充电电源，所述ZIGBEE通信模块采用支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的CC2531F256芯片；

所述ZIGBEE通信模块、显示屏、移动电源都分别与主控模块电连接。

2.根据权利要求1所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述箱体上加装隔爆层。

3.根据权利要求1所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述主控模块采用工控机主板，并且所述工控机主板预装了Windows系统。

4.根据权利要求3所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述工控机主板至少带有2个USB插口。

5.根据权利要求4所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述ZIGBEE通信模块上设有为USB接口，并通过USB连接线与所述工控机主板连接。

6.根据权利要求1所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述移动电源为可充电的12V锂电池，容量达12AH以上。

7.根据权利要求1所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述显示屏安装在箱体外侧，所述主控模块、ZIGBEE通信模块和移动电源安装在箱体内侧。

8.根据权利要求7所述一种便携式井场无线通信质量监测装置，其特征在于：所述显示屏为触控显示屏。

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