CN218122656U - 一种基于rfid技术的井场自动配置仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID技术的井场自动配置仪表，包含配置信息存储端和仪表端；配置信息存储端包含外壳，外壳内安装有半有源RFID电子标签，半有源RFID电子标签内可写入配置信息；仪表端包含壳体，壳体内安装有自动配置单元，该自动配置单元包含处理模块、RFID读取模块、指示单元、无线传输模块和配置电路，RFID读取模块、指示单元和无线传输模块通过配置电路分别接入处理模块的I/O端口；RFID读取模块可读取半有源RFID电子标签内的配置参数，并解调后传输至处理模块以实现仪表的自动配置；指示单元用于显示仪表的配置状态；无线传输模块与远端上位机通信；配置电路包含配置开关，利用该配置开关可控制仪表进入配置模式，该仪表可实现自动配置，无需人为干预。

Description

一种基于RFID技术的井场自动配置仪表

技术领域

本实用新型尤其涉及一种基于RFID技术的井场自动配置仪表。

背景技术

随着物联网技术的发展，无线变送器仪表以其可靠性高，维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装方便等优点已经基本在油田普及，代替了老式的指针式压力表。

然而随着物联网朝着大规模、多级网络发展，网内设备种类、设备数量、品牌类型也越来越多，网络内承载的数据与业务应用也越来越多，这一情况在油井现场尤为明显。油田现场无线仪表存在需要定期校验送检的情况，每当校验完毕重新安装于井口时，需要配置相关参数方可正常使用，如此，当不同品牌、不同种类、不同通讯协议的无线仪表大规模部署于现场时，对这些设备的参数配置就成为了一个问题，设备使用方如果自行配置，不仅增加现场工作人员的工作量，而且对工作人员的技术能力要求较高，无疑是成本的增加；仪表厂商派人现场指导时，不但需要花费时间对现场人员进行专业的、高频次的培训，而且繁杂的配置流程无疑会带来客户的不满，同时，由于多方面的原因，油田作业区现场仪表、设备的品牌、型号等并不太可能实现统一，因此为了解决上述问题，设计一种可自动配置的仪表是本申请亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种基于RFID技术的井场自动配置仪表，该仪表利用RFID电子芯片可实现仪表的自动配置，无需人为手动配置，如此不仅提高了仪表的配置效率，也降低了人员劳动强度。

本实用新型提供了一种基于RFID技术的井场自动配置仪表，包含配置信息存储端(1)和仪表端(2)；所述配置信息存储端(1)包含外壳(11)，所述外壳(11)内安装有半有源RFID电子标签(12)，所述半有源RFID电子标签(12)内可写入所需配置信息；所述仪表端(2)包含壳体(21)，所述壳体(21)内安装有自动配置单元，该自动配置单元至少包含处理模块(22)、RFID读取模块(23)、指示单元(24)、无线传输模块(27)和配置电路，所述RFID读取模块(23)、指示单元(24)和无线传输模块(27)通过配置电路分别接入所述处理模块(22)的I/O端口；所述RFID读取模块(23)可读取半有源RFID电子标签(12)内的配置参数，并解调后传输至处理模块(22)以实现仪表的自动配置；所述指示单元(24)用于显示仪表的配置状态；所述无线传输模块(27)与远端上位机通信；所述配置电路包含配置开关，利用该配置开关可控制仪表进入配置模式。

作为本申请的优选方案，所述配置信息存储端(1)可固定在接口管线(3)上，在固定有配置信息存储端(1)的接口管线(3)上设有罩体(16)，且所述罩体(16)上设有配置信息存储端(1)进出的开口，开口处设置盖体(17)。

作为本申请的优选方案，包含移动终端，且所述半有源RFID电子标签(12)为2.4G与125K的双频定位标签，该半有源RFID电子标签(12)内还写入有定位信息，同时，所述RFID读写器为对应的2.4G与125K双频读写器；所述移动终端可接收RFID读写器发送的频率为2.4G的射频信号，该2.4G射频信号中包含定位信息。

作为本申请的优选方案，所述定位信息包含激活器编号和管线编号。

作为本申请的优选方案，所述处理模块(22)包含STM32F103芯片，该STM32F103芯片通过spi接口与RFID读取模块(23)进行通信。

作为本申请的优选方案，所述指示单元(24)包含指示灯和/或语音播放器。

与现有技术相比，本申请中该自动配置仪表的优势在于：

(1)将仪表分为配置信息存储端1和仪表端2，配置信息存储端1的半有源RFID电子标签12内可写入需要配置的信息，仪表端2设有自动配置单元，通过该自动配置单元中的配置电路可触发仪表进行配置模式，然后利用RFID读取模块23读取半有源RFID电子标签12内的配置参数，并解调后传输至处理模块22以实现仪表的自动配置，具体配置状态可通过指示单元24提示，也即，本申请利用现有电子标签的非接触式自动识别技术，使得仪表对需要配置的参数信息进行自动读取和识别，识别工作无须人工干预，如此，不仅可提高仪表的配置精度和效率，且可降低人员劳动强度，同时，还可提高用户的满意度。

(2)操作简单、方便，对操作人员技术能力要求低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的基于RFID技术的井场自动配置仪表的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例一提供的配置信息存储端的结构示意图。

图3为本实用新型实施例一提供的配置信息存储端的内部局剖图。

图4为本实用新型实施例一提供的接口管线上设有罩体的结构示意图。

图5为本实用新型实施例一提供的壳体内安装有自动配置单元的结构示意图。

图6为本实用新型实施例二提供的RFID射频芯片的工作原理图。

附图标记

配置信息存储端1，外壳11，半有源RFID电子标签12，孔口13，腔体14，上盖15，罩体16，盖体17，仪表端2，壳体21，处理模块22，RFID读取模块23，指示单元24，供电模块25，接口模块26，无线传输模块27，天线28，传感模块29，接口管线3。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而非用作限定本实用新型的范围和及其应用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“外周”、“底部”、“上”、“下”、“上端”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或机构必须有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；同时，在本实用新型的描述中，“至少”的含义包含一个、两个和两个以上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定外，术语“固定”、“连接”等应做广义理解；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：本实施例提供了一种基于RFID技术的井场自动配置仪表，该仪表包含配置信息存储端1和仪表端2，参见图1。

本实施例所述配置信息存储端1包含外壳11，本实施例优选在外壳11上设有腔体14和上盖15，上盖15可开合的盖合在腔体14上，腔体14内固定安装有半有源RFID电子标签12，参见图2-3，该半有源RFID电子标签12内可写入所需配置信息，本实施例中，所需配置信息由工作人员通过移动终端提前向半有源RFID电子标签12内写入，本实施例中，所述配置信息根据仪表的具体功能和作用进行设置，本实施例不做具体限定；本实施例中，由于每个接口管线3对应的配置信息基本固定，通常不会随意变动，因此，本实施例中该配置信息存储端1在完成配置信息写入后优选通过挂接或黏接等方式固定在对应接口管线3位置，如此，降低了携带的不便性，避免多个仪表时存在混淆现象，同时，无需每次使用时进行安装，可提高配置效率。本实施例中，为了避免配置信息存储端1长时间安装在野外收到恶劣环境影响，优选在固定有配置信息存储端1的接口管线3上设有由耐腐蚀、耐高温材质构成的罩体16，配置信息存储端1放置在该罩体16内，为了便于更换，优选在罩体16上设有配置信息存储端1进出的开口，开口处可设置盖体17，参见图4。

本实施例所述仪表端2包含壳体21，该壳体21内安装有自动配置单元，该自动配置单元至少包含处理模块22、RFID读取模块23、指示单元24、无线传输模块27和配置电路，参见图5，当然，该仪表端2还包含现有仪表所具有的供电模块25、接口模块26、传感模块29及控制电路等组件；本实施例中，该RFID读取模块23、指示单元24和无线传输模块27通过配置电路分别接入所述处理模块22的I/O端口；本实施例中，在RFID读取模块23与半有源RFID电子标签12处于识别范围内时，该RFID可读取半有源RFID电子标签12内的配置参数，并解调后传输至处理模块22以实现仪表的自动配置；指示单元24用于显示仪表的配置状态，本实施例中该指示单元24包含指示灯和/或语音播放器，以提示操作人员是否完成配置；无线传输模块27与远端上位机通信，该无线传输模块27主要用于在工作模式式将仪表端2采集的接口管线3信息远传至上位机，本实施例中，优选该无线传输模块27还可将配置模式下的仪表配置状态传输至上位机，以便管理人员及时获知配置情况；配置电路包含配置开关，利用该配置开关可控制仪表进入或退出配置模式。

本实施例中，处理模块22包含STM32F103芯片，该STM32F103芯片通过spi接口与RFID读取模块23进行通信；本实施例中，优选该处理模块22具有双重功能，其即可作为仪表配置模式的主控单元，还可作为仪表工作模式的主控单元；当然，需要时可设置独立的处理模块22作为仪表工作模式的主控单元。

本实施例首次使用时，工作人员先通过移动终端向配置信息存储端1的半有源RFID电子标签12内写入配置信息，并将其固定在于接口管线3上，再将仪表端2安装在接口管线3上，然后触发仪表端2的配置开关使得仪表进入配置模式，在仪表进入配置模式后，RFID读取模块23上电，此时RFID读取模块23通过其自带天线发出一定频率的射频信号，半有源RFID电子标签12接收该射频信号后获得能量，从而通过自带天线将配置信息发送至向RFID读取模块23，RFID读取模块23接收到该配置信息后进行解调，并传输至处理模块22以实现仪表的自动配置，与此同时，在仪表配置成功后，指示单元24以亮灯或语音播报的方式告诉操作人员配置成功；配置成功后，关闭配置开关使得仪表退出配置模式。

本实施例在后续使用时，仅需对仪表端2进行拆装，完成校验的仪表端2安装在接口管线3上后，直接采用上述配置方式进行配置即可，对于配置信息存储端1一般不做拆装和改写。

综上可知，本实施例中该配置仪表包含配置信息存储端1和仪表端2，配置信息存储端1的半有源RFID电子标签12内可写入需要配置的信息，仪表端2设有自动配置单元，通过该自动配置单元中的配置电路可触发仪表进行配置模式，然后利用RFID读取模块23读取半有源RFID电子标签12内的配置参数进行解调，并传输至处理模块22以实现仪表的自动配置，具体配置状态可通过指示单元24提示，也即，本实施例利用现有电子标签的非接触式自动识别技术，使得仪表对需要配置的参数信息进行自动读取和识别，识别工作无须人工干预，如此，提高了仪表的配置精度和效率，降低了人员劳动强度，也提高了用户的满意度，同时，由于操作简单、方便，降低了对操作人员技术能力的要求。

实施例2：与实施例1相比，本实施例的区别在于，为了便于操作人员或管理人员对配置区域进行定位，必要时进行配置线路规划，本实施例优选包含移动终端，且所述半有源RFID电子标签12为2.4G与125K的双频定位标签，该半有源RFID电子标签12内还写入有定位信息，同时，所述RFID读写器为对应的2.4G与125K双频读写器。

本实施例中，所述定位信息包含但不限于激活器编号和管线编号等。

本实施例中，移动终端上安装有与RFID定位标签对应的定位软件(现有技术)。

本实施例中，移动终端由操作人员携带，优选在一个有效识别范围内可安排一台移动终端即可，如此降低移动终端的使用成本。

使用时，双频读写器中的低频激活器发出125K的低频信号，双频定位标签接收到该125K的低频信号时，其内的低频芯片将实时解析出该激活器编号，同时检测出该低频信号的RSSI场强值，然后被唤醒，接着打开板载的2.4G无线射频芯片进行一次强信号发射(无线发射的数据包中含配置信息、定位信息以及定位标签ID及激活器编号等)，有效识别范围内的双频读写器将收到该双频定位标签以2.4G频段发射的数据包，双频读写器将该数据包写入处理模块22进行仪表自动配置的同时，将该数据包传输至移动终端，终端终端对该数据包解析并获取定位信息的具体内容，移动终端根据事先设置的管线编号和激活器编号可做出位置判定并实时在定位软件中显示出来，如此，工作人员可根据移动终端中该定位软件显示的内容可获取已经完成配置的区域，避免重复配置现象的发生；参见图6，为本实施例提供的RFID射频芯片的工作原理图。

也即本实施例利用RFID电子标签的信息读写与识别技术的同时，还利用的RFID电子标签的定位技术，提高仪表配置效率。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未做过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，包含配置信息存储端(1)和仪表端(2)；所述配置信息存储端(1)包含外壳(11)，所述外壳(11)内安装有半有源RFID电子标签(12)，所述半有源RFID电子标签(12)内可写入所需配置信息；所述仪表端(2)包含壳体(21)，所述壳体(21)内安装有自动配置单元，该自动配置单元至少包含处理模块(22)、RFID读取模块(23)、指示单元(24)、无线传输模块(27)和配置电路，所述RFID读取模块(23)、指示单元(24)和无线传输模块(27)通过配置电路分别接入所述处理模块(22)的I/O端口；所述RFID读取模块(23)可读取半有源RFID电子标签(12)内的配置参数，并解调后传输至处理模块(22)以实现仪表的自动配置；所述指示单元(24)用于显示仪表的配置状态；所述无线传输模块(27)与远端上位机通信；所述配置电路包含配置开关，利用该配置开关可控制仪表进入配置模式。

2.如权利要求1所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，所述配置信息存储端(1)可固定在接口管线(3)上，在固定有配置信息存储端(1)的接口管线(3)上设有罩体(16)，且所述罩体(16)上设有配置信息存储端(1)进出的开口，开口处设置盖体(17)。

3.如权利要求1所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，包含移动终端，且所述半有源RFID电子标签(12)为2.4G与125K的双频定位标签，该半有源RFID电子标签(12)内还写入有定位信息，同时，所述RFID读写器为对应的2.4G与125K双频读写器；所述移动终端可接收RFID读写器发送的射频信号，该射频信号中包含定位信息。

4.如权利要求3所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，所述定位信息包含激活器编号和管线编号。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，所述处理模块(22)包含STM32F103芯片，该STM32F103芯片通过spi接口与RFID读取模块(23)进行通信。

6.如权利要求1-4任一项所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，所述指示单元(24)包含指示灯和/或语音播放器。

7.如权利要求5所述的基于RFID技术的井场自动配置仪表，其特征在于，所述指示单元(24)包含指示灯和/或语音播放器。

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