专利名称：一种实用的采油机工作状况无线巡回监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油开采的采油机的工作状况无线巡回监测系统，特别是一种应用DTMF信号(双音多频编码信号)来传递被检测开关量状态或数据，且具有语音播报功能的采油机工作状况无线巡回监测系统。
现有的采油机工作状况无线监测系统，对开关量或模拟量的传递一般采用FSK调制方式，即将二进制信号先调制成FSK信号，再通过无线设备发送出去。由于FSK调制器价格较高，所以这种方式一般常用在有大量的数据要传输，且实时性要求较强的情况，对于只有简单开关量或少量数据要传输，或实时性要求不强的系统，采用FSK方案就显得很不经济，另外，在信道条件不是很好或常有雷电、强脉冲干扰的情况下，采用FSK方式易于出现误码或误报。这对一个监测系统来讲是很不利的。由于采油机监测系统一般只需要传递简单的开关量或较少的数据，实时性要求不强，但对可靠性要求很高，所以在这样的系统中采用FSK调制并不是一个理想的方案。另外，现有的采油机工况监测系统一般不具备语音播报功能。而这一功能在现场是很受欢迎的。
本实用新型的任务在于提供一个即经济、实用，又可靠的采油机工作状况无线巡回监测系统，该系统能在较差的信道条件下可靠的检测和传输信息，且对各采油机的故障信息有明确的语音播报功能。
本实用新型是采用如下方法实现的每个采油机配量一个称为分站的装置，该装量负责对该采油机的有关量进行采集和处理，并将所得的二进制码转换成DTMF信号送给无线发射模块；在监控室设置一部称为主站的装量，其负责接收各分站发来的DTMF信号，并将其还原成二进制代码，然后根据代码确定某分站有无故障信息，若有，则进行显示和语音播报。由于主站和分站之间的信息传递是采用的DTMF信号。而DTMF信号有专用的收、发芯片，且成本低廉，外围元件很少，这不仅降低了系统成本，而且大大简化了系统软、硬件的设计。另外由于DTMF专用接收芯片对DTMF信号有很强的识别作用，极少出现错判，这样就使得系统的抗干扰能力大大增强，即使在较差的信道条件下也能可靠工作。
附
图1是本系统框图附图2是主站原理框图附图3是一个分站的原理框图
以下结合附图进行详细说明。
附图2中[1]为主站的单片机，本实施例中采用了89C51单片机。[2]为模拟盘显示电路，该电路主要由LED构成，用于显示各个采油机的故障类型。[3]为并行接口扩展电路，本实施例中采用的是二片8155芯片，[4]为语音合成电路，该电路可以根据单片机发来的一组代码，组合出相应的语音并进行播放。[5]为DTMF专用编码电路，本实施例中采用的是5087芯片，该电路可以把输入端的二进制代码转变成相应DTMF信号送给无线发射模块，在本处主要用于向各分站发送地址码，以实现分时查询。[6]为DTMF专用解码电路，本实施例中使用的是8870芯片，主要用于识别和接收各分站发来的DTMF信号，并将其还原为二进制码。[7]为无线收、发模块，本实施例中使用的频率为230MHZ，功率3W，传输距离不小于5KM。[8]为微型打印机，用于记录故障信息。[9]为巡检台数设定电路，该电路由拨盘开关构成，主要用于设定本系统在一个检测周期内要巡检的采油机的台数。[10]为日历时钟电路，本实施例中采用的是DS12887，该电路主要用于为系统提供报警的时间信息。[11]为RS232接口电路，用于和上位机通信。
附图3中[12]为单片机，本实施例中采用89C51。[13]为本分站的地址码设定电路，其由拨盘开关构成，其设定值将决定本分站的地址编号，[14]为并行接口扩展电路，本实施例中采用了一片8155。[15]为开关量信号输入电路，在本实施例中，所有开关量信号均经过光耦隔离后接入系统。[16]为DTMF信号专用编码电路。本实施例中采用的是5087芯片，其作用是将本分站采集的开关量状态或模拟量数据转换成DTMF信号送无线发射模块，[17]为DTMF专用解码电路，在本实施例中采用的是8870芯片，主要用于识别、接收主站发来的地址信息。[18]为无线收、发模块。[19]为模拟信号输入及A/D转换电路。本实施例中采用TLC0838作A/D转换器。
本系统的工作原理是这样的在每一个检测循环中，主站分时逐一发送各分站的地址码，逐一查询各分站，并每发一地址码都在予定的时间里等待接收该站的返回信息。若返回信息包含有故障类型信息，则主站将及时播报并显示该信息。若在予定时间内未收到返回信息，则给出该站通信失败的显示。分站通常均处在接收状态，每当收到主站发来的地址码后，都会和自己设定的地址码进行比较，若两者不同，则不予理会，若两者相同则表明主站正查询本分站，随后将本分站的信息发给主站。这样就实现了主站逐一查询各分站的过程。由于主站和分站之间的信息传递均采用DTMF信号，而该信号的产生和识别都由专用芯片来完成，特别是DTMF解码芯片，具有较强的识别和扰干扰能力，无需再设置软件、硬件滤波措施，从而使系统的软硬件设计相对简化，可靠性大大提高。
综上所述本采油机工作状况无线巡回监测系统是由一个主站和若干分站组成，主站是由单片机[1]、模拟盘显示电路[2]、并行接口扩展电路[3]、语音合成电路[4]、DTMF信号编码电路[5]、DTMF信号解码电路[6]、无线收发模块[7]、微型打印机[8]、巡检台数设定电路[9]、日历时钟电路[10]、RS232接口电路[11]构成，分站是由单片微型机[12]、地址码设定电路[13]、并行接口扩展电路[14]，多路开关量信号输入电路[15]、DTMF编码电路[16]、DTMF解码电路[17]、无线收发模块[18]、多路A/D，转换电路[19]构成，且主站和各分站之间是采用DTMF信号来进行信息交换的。
本实用新型与现有的系统相比具有如下的明显改进1、由于系统中采用了专用DTMF编解码电路，使整个系统软、硬件设计大为简化、可靠性有明显提高。
2、降低了系统成本。
权利要求一种采油机工作状况无线巡回监测系统，其由一个主站和若干分站组成，其特征在于主站是由单片机〔1〕、模拟盘显示电路〔2〕、并行接口扩展电路〔3〕、语音全成电路〔4〕、DTMF信号编码电路〔5〕、DTMF信号解码电路〔6〕、无线收发模块〔7〕、微型打印〔8〕、巡检台数设定电路〔9〕、日历时钟电路〔10〕、RS232接口电路〔11〕构成，RS232接口电路〔11〕和语音合成电路〔4〕连接到单片机〔1〕的串行通信接口上，DTMF信号编码电路〔5〕的DTMF信解码电路〔6〕连接到并行接口扩展电路〔3〕上，日历时钟电路〔10〕的数据线与单片机〔1〕相连，分站是由单片机〔12〕、地址码电路〔13〕、并行接口扩展电路〔14〕、多路开关量信号输入电路〔15〕、DTMF编码电路〔16〕、DTMF解码电路〔17〕、无线收发模块〔18〕、多路A/D转换电路〔19〕构成，DTMF信号编码电路〔16〕和DTMF信号解码电路〔17〕连接到并行接口扩展电路〔14〕上，且主站和分站之间是采用DTMF信号来进行信息交换的。
专利摘要本实用新型提供了一种实用的采油机工作状况天线巡回监测系统。该系统由一个主站和若干分站构成,分站设置在采油机上,主站设置在控制室,主站是采用逐一发送各分站地址码的方法,巡回查询每一分站,主站和分站之间是采用DTMF信号来进行信息交换的。
文档编号E21B43/12GK2358225SQ9820314
公开日2000年1月12日 申请日期1998年4月3日 优先权日1998年4月3日
发明者杨睿 申请人:杨睿