一种油气井数据综合采集处理设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明的实施方式涉及数据传输技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种油气井数据综合采集处理设备。
【背景技术】
[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]基于Zigbee协议的无线传感器因其便捷准确等优点已在油田现场得到推广应用，例如用于测量温度、压力、功图、扭矩等油气井数据。
[0004]随着移动通信技术的广泛应用，智能手机、平板电脑等移动设备已经成为包括油气田作业人员在内的大众随身携带物品，移动设备为油气田作业人员处理和分析数据提供了很大的便利。
【发明内容】
[0005]但是，由于不同厂家生产的无线传感器往往采用不同型号的通信模块，其配置参数有所差异，例如有些采用9600的波特率，有些则采用19200的波特率，这就导致在油田现场使用来自不同厂家的无线传感器测量油气井数据之后，无法方便地将这些油气井数据集中到一起，而且现有的移动设备无法与这类无线传感器直接进行通信，作业人员无法在油田现场利用移动设备方便地查看油气井数据。
[0006]为了将来自不同厂家的无线传感器测量的油气井数据集中到一起，并发送给移动设备进行查看和处理，本发明提供一种油气井数据综合采集处理设备，包括:一主板、一单片机、一 ARM处理器、一 WiFi模块、多个第一 Zigbee模块;其中，
[0007]所述多个第一Zigbee模块分别对应于油气田现场采集油气井数据且基于Zigbee协议的多个无线传感器;所述第一 Zigbee模块能够通过Zigbee协议与其对应的无线传感器进行通信，采集其对应的无线传感器测量的油气井数据；
[0008]所述单片机焊接于所述主板上，并连接所述ARM处理器、所述WiFi模块；
[0009]所述单片机连接所述第一Zigbee模块时，接收所述第一 Zigbee模块发送的所述油气井数据，将所述油气井数据传输给所述ARM处理器进行计算处理，并接收所述ARM处理器返回的处理后的油气井数据，然后将所述处理后的油气井数据发送给所述WiFi模块；
[0010]所述WiFi模块通过WiFi无线通信技术将所述处理后的油气井数据发送给移动设备。
[0011]借助于上述技术方案，本发明针对不同的无线传感器(来自于不同厂家或采用不同的通信模块、配置参数等)分别配置了相匹配的第一 Zigbee模块，利用这些第一 Zigbee模块采集其对应的无线传感器测量的油气井数据，然后由单片机接收各个第一 Zigbee模块采集的油气井数据并发送给ARM处理器进行处理，再由单片机将ARM处理器处理后的油气井数据通过WiFi模块发送给移动设备。利用本发明提供的油气井数据综合采集处理设备，不仅可以有效解决无法将来自不同厂家或采用不同的通信模块、配置参数等的无线传感器测量的油气井数据集中到一起的问题，而且可以将油气井数据发送给移动设备，方便油田作业人员查看和分析油气井数据，能够显著提高油田现场采集、查看和处理油气井数据的效率。
【附图说明】
[0012]通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中:
[0013]图1是本发明提供的一种油气井数据综合采集处理设备的结构框图；
[0014]图2是STM32F103RC型单片机的主板电路图；
[0015]图3是本发明提供的另一种油气井数据综合采集处理设备的结构框图；
[0016]在附图中，相同或对应的标号表不相同或对应的部分。
【具体实施方式】
[0017]下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0018]需要说明的是，本文中所称的“无线传感器”不限于是油气田现场用于测量温度、压力、功图、扭矩等油气井数据且基于Zigbee协议的传感器;本文中所称的“移动设备”可以包括但不限于是手机、笔记本电脑、平板电脑等设备;本文中所称的“WiFi模块”是将串口或TTL电平转为符合WiFi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.1 Ib.g.η协议栈以及TCP/IP协议栈，提供联入互联网的功能；本文中所称的“第一Zigbee模块”、“第二Zigbee模块”、“第一Zigbee模块”都是利用Zigbee技术实现近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本双向无线通信的嵌入式模块。
[0019]本发明提供了一种油气井数据综合采集处理设备，如图1所示，该设备可以包括:主板101、单片机102、ARM处理器103、WiFi模块104、多个第一 Zigbee模块105。
[0020]本发明针对油气田现场采集油气井数据的不同无线传感器(例如来自于不同厂家、采用不同的通信模块、采用不同的配置参数等)分别配置了相匹配的第一 Zigbee模块105。具体的，第一Zigbee模块105采用了与其对应的无线传感器相同的波特率、工作信道和16位网络ID进行工作，以便通过Zigbee协议与其对应的无线传感器进行通信，采集其对应的无线传感器测量的油气井数据。
[0021]在本发明提供的油气井数据综合采集处理设备中，单片机102焊接于主板101上，且连接ARM处理器103、WiFi模块104、第一 Zigbee模块105。
[0022]单片机102启动后，会接收第一Zigbee模块105发送来的油气井数据，将其传输给ARM处理器103进行计算处理，并接收ARM处理器103返回的处理后的油气井数据，然后将处理后的油气井数据发送给WiFi模块104，最后由WiFi模块104通过WiFi无线通信技术将处理后的油气井数据发送给移动设备。
[0023]在一种实施例中，单片机102可以采用STM32F103RC型单片机102，单片机102内部以Modbus协议存储来自第一Zigbee模块105和ARM处理器103的数据。如图2所示为STM32F103RC型单片机的主板电路图。
[0024]在一种实施例中，ARM处理器103可以采用S3C2416型ARM处理器，且搭载有嵌入式Linux系统。S3C2416型ARM处理器具有足够大的内存，以满足栗功图折算、神经网络诊断、功图求产和系统效率计算等处理。
[0025]本发明中，ARM处理器103包括但不限于对油气井数据进行如下处理:
[0026](I)栗功图折算
[0027]已知信息:冲次，抽油杆级数、杆长、杆径、材质，油管内径，井液平均密度，油压，地面功图
[0028]计算得到:井下栗功图
[0029](2)神经网络诊断
[0030]已知信息:井下栗功图，权值矩阵
[0031]计算得到:井下栗工况
[0032](3)功图求产
[0033]已知信息:地面功图，井下栗功图[0034I计算得到:产液量
[0035](4)系统效率计算
[0036]已知信息:活塞冲程，光杆冲程，栗的充满系数，栗内混合液的体积系数，栗间隙，井液粘度，井液密度，柱塞长度
[0037]计算得到:系统效率
[0038]具体实施时，可以将现有技术中对油气井数据进行以上各种处理所采用的软件程序等植入ARM处理器103中，以使其具有对油气井数据执行以上各种处理的功能，这样可避免二次开发，节省设备成本。
[0039]本发明中，单片机102可以是同一时刻连接所有的第一Zigbee模块105，也可以是同一时刻仅连接某一个或某几个第一 Zigbee模块105。但考虑到同时连接所有第一 Zigbee模块105会需要较多的硬件接口资源，占用较多的空间，可选地，可采用单片机102同一时刻仅连接某一个第一Zigbee模块105的模式，即在油气田现场，当需要某类型的油气井数据(例如温度、压力、功图、扭矩等)时，令单片机102连接与测量这一类型油气井数据的无线传感器相匹配的第一 Zigbee模块105，然后这个第一 Zigbee模块105就可以将其这一类型的油气井数据发送给单片机102。
[0040]在一种实施例中，本发明可将单片机102的UARTl 口连接主板101的20PIN公口，UART2 口连接WiFi模块104，UART3 口连接ARM处理器103，并将第一 Zigbee模块105焊接于一各具有20PIN母口的电路板上；当需要某类型的油气井数据时，直接将焊接有相应第一Zigbee模块105的电路板的20PIN母口插接至主板101的20PIN公口上，即可通过电路板与主板101的连接实现单片机102与第一 Zigbee模块105的连接。
[0041]考虑到该油气井数据综合采集处理设备在油气田现场使用的便携性，在一种实施例中，本发明可以利用一金属盒将第一Zigbee模