一种数据远程传输系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种数据远程传输系统及方法，所述系统包括：压力采集单元，用于采集并转换所述管道的第一压力信号；终端，用于对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密，通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心；所述移动监控中心将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并将所述第三压力信号发送至固定监控中心；所述固定监控中心用于将所述移动监控中心发送的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。如此，可通过无线网络实现数据传输。
【专利说明】一种数据远程传输系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油天然气储运【技术领域】，尤其涉及一种数据远程传输系统及方法。
【背景技术】
[0002]在石油储运中，管道是保证石油和天然气的正常输送，保证油气管道的正常运行的关键。发展管道运输业对于石油石化企业进一步优化内部原油资源配置、加快国外原油资源的利用、降低经营成本、参与国际竞争、改善国民经济运行质量都具有极为重要的意义。
[0003]管道压力监测是石油和天然气管道投产前或者投产运行中的一项极其重要的工作。目前，常规的管道压力监测方式是将压力变送器采集到的数据通过线缆传输到监控设备，但是这种方式在比较偏僻的地区和无法铺设线缆的地方难以实现，并且对于需要频繁移动的远程监控中心就更难以实现。另外，如果对于需要临时监控压力的管线，铺设线缆就会使成本大大提高；但是，如果工作人员在现场时刻监视压力变送器，不仅会耗费大量的人力物力，数据传输的精度及实时性也达不到生产需求。且在环境恶劣的地方，工作人员的安全也无法得到保障。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明的实施例中提供了一种数据远程传输系统及方法，用于解决现有技术中，在无法铺设电缆的情况下，难以实现数据的数据远程传输的技术问题。
[0005]本发明提供了一种数据远程传输系统，所述系统包括:
[0006]压力采集单元，所述压力采集单元用于采集并转换所述管道的第一压力信号；
[0007]终端，所述终端用于对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密；通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心；
[0008]移动监控中心，所述移动监控中心将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并将所述第三压力信号发送至固定监控中心；
[0009]固定监控中心，所述固定监控中心用于将所述移动监控中心发送的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
[0010]上述方案中，所述固定监控中心还用于:
[0011]通过无线网络对所述压力采集单元及所述终端的参数进行远程配置；其中，
[0012]所述压力采集单元的参数包括:采样频率、压力上下限值、报警上下限值；
[0013]所述终端的参数包括:所述终端的采样周期。
[0014]上述方案中，所述系统还包括:供电单元；其中，所述供电单元用于对所述压力采集单元、所述终端进行供电。
[0015]上述方案中，所述终端包括:
[0016]信号采集卡，所述信号采集卡用于采集所述第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第二压力信号；
[0017]第一处理器，所述第一处理器用于接收所述第二压力信号，根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；
[0018]第二处理器，所述第二处理器用于对所述第三压力信号进行转换处理，将所述第三压力信号转换成对应的压力值，通过第三显示屏显示所述压力值；
[0019]数据传输单元DTU，所述DTU用于将所述第三压力信号通过无线网络传输至所述移动监控中心。
[0020]上述方案中，所述第二处理器还用于:将所述第三压力信号封装成数据包，存储在临时存储器中；
[0021]加密所述数据包，将所述加密后的所述数据包发送至所述DTU。
[0022]本本发明还提供了一种数据远程传输方法，所述方法包括:
[0023]采集并转换所述管道的第一压力信号；
[0024]对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、力口密，通过无线网络发送所述第三压力信号；
[0025]将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，发送所述第三压力信号；
[0026]将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
[0027]上述方案中，所述将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号后，所述方法还包括:
[0028]通过无线网络对所述压力采集单元的参数及压力采集单元及终端的参数进行远程配置；其中，
[0029]所述压力采集单元的参数包括:采样频率、压力上下限值、报警上下限值；
[0030]所述参数包括:所述终端的采样周期。
[0031]本发明实施例提供的数据远程传输系统及方法，采集并转换所述管道的第一压力信号；对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密，通过无线网络发送所述第三压力信号；将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，发送所述第三压力信号；将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号，如此，在难以铺设有线电缆的地区，实现了数据的远程无线传输和远程监控中心的可移动化，确保了数据传输的实时性及传输精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明实施例一提供的数据远程传输系统的整体结构示意图；
[0033]图2为本发明实施例一提供的终端的结构示意图；
[0034]图3为本发明实施例一提供的固定监控中心的结构示意图；
[0035]图4为本发明实施例一提供的数据远程传输系统的工作原理示意图；
[0036]图5为本发明实施例二提供的数据远程传输方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0037]为了有效解决较偏僻或无法铺设线缆的地区面临的管道压力监测难的问题，本发明实施例提供一种数据远程传输系统，所述系统包括:压力采集单元，所述压力采集单元用于采集并转换所述管道的第一压力信号；终端，所述终端用于对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密；通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心；移动监控中心，所述移动监控中心将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并将所述第三压力信号发送至固定监控中心；固定监控中心，所述固定监控中心用于将所述移动监控中心发送的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
[0038]下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
[0039]实施例一
[0040]本发明实施例提供的管道压力数据远程无线传输系统，如图1所示，所述系统包括压力采集单元11、终端12、移动监控中心13、固定监控中心14 ;其中，
[0041]所述压力采集单元11用于采集并转换所述管道的第一压力信号，将所述第一压力信号发送至所述终端12 ;其中，所述第一压力信号为4?20mA的模拟电流信号。
[0042]所述终端12用于对接收到的所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密；通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心13或固定监控中心14 ;其中，所述第二压力信号为数字电压信号。
[0043]所述移动监控中心13可将接收到的所述第三压力信号进行临时存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并通过无线网络或串口通信的方式将所述第三压力信号发送至固定监控中心14;
[0044]当所述固定中心14接收到所述第三压力信号时，所述固定监控中心14用于将的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号，以供固定中心14的监控人员实时监控现场的压力数据。
[0045]其中，所述压力采集单元11可以包括压力变送器；所述第一显示屏可以为0LED液晶显示屏；所述第二显示屏可以为0LED液晶显示屏，用于对压力值、时间、终端12的配置界面等的显示。
[0046]这里，当需要所述终端12的参数进行远程配置时，可以通过移动监控中心13进行配置，也可通过所述固定监控中心14进行配置。其中，所述终端12的参数可以包括:所述终端12的采样周期，所述采样周期可以为5?10秒。
[0047]这里，所述系统还包括:供电单元15 ;其中，所述供电单元15用于对所述压力采集单元11、所述终端12进行供电。所述供电单元15可以通过蓄电池供电，也可通过太阳能电池板供电，其中，蓄电池的供电可为12V?24V。所述压力采集单元11、所述终端12所需电源范围为12?24V，对电源的兼容性较强。
[0048]具体地，如图2所示，所述终端12包括:信号采集卡21、第一处理器22、第二处理器 23、数据传输单元(DTU, Date Transfer Unit)24;其中，
[0049]所述信号采集卡21与所述压力采集单元11连接，用于高速采集所述压力采集单元11的第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第二压力信号；
[0050]所述第一处理器22用于接收所述第二压力信号，根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；其中，所述第一处理器22为MSP430从处理器。
[0051]所述第二处理器23用于对所述第三压力信号进行转换处理，将所述第三压力信号转换成对应的压力值，通过第三显示屏显示所述压力值；所述第三显示屏可以为OLED液晶显示屏；
[0052]所述DTU 24用于将所述第三压力信号通过无线网络传输至所述移动监控中心13。其中，所述无线网络可以为:所述DTU 24与所述移动监控中心13之间建立的通用无线分组业务(GPRS, General Packet Rad1 Service)网络。
[0053]这里，所述第二处理器23还用于:将所述第三压力信号封装成数据包，存储在临时存储器中；确保压力数据的完整性和安全性，便于对历史数据进行复查和分析；
[0054]加密所述数据包，将所述加密后的所述数据包发送至所述DTU 24。其中，所述临时存储器可以为存储卡(SD，Secure Digital);所述第二处理器为MSP430主处理器。
[0055]当需要通过移动监控中心13对所述终端12的参数进行配置时，所述移动监控中心13打开GPRS网络，所述DTU 24与所述GPRS网络建立连接，所述移动监控中心13通过所述GPRS网络进入所述终端12参数的配置界面，对所述终端12的参数进行远程配置。其中，所述参数包括:所述压力采集单元11的采样频率、压力上下限值、报警上下限值；所述终端12的采样周期、校时等。
[0056]所述第一处理器22、所述第二处理器23为超低功耗微处理器，以延长终端12的工作时间。
[0057]另外，所述终端12还包括:控制面板25 ;当工作人员在管道现场时，可直接通过控制面板25对所述终端12的参数进行更改、配置。所述终端12具有低电量和链路不通报警功能，当通信链路不通时，可以将报警信息发送到移动监控中心13或固定监控中心14，有效地提示工作人员。
[0058]这里，如图3所示，所述固定监控中心14包括:工控机31、GPRS模块32 ;其中，
[0059]所述工控机31用于接收所述移动监控中心13发送的第三压力信号，将所述第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号；其中，所述工控机31与所述GPRS模块32通过数据线或网线连接，通过无线方式或者串口通信方式接收所述第三压力信号。
[0060]具体地，所述GPRS模块32用于与所述DTU 24建立无线网络连接；或者与所述移动监控中心13建立无线网络连接；
[0061]当需要通过固定监控中心14对所述终端12的参数进行配置时，所述固定监控中心14通过所述GPRS模块32与所述DTU 24建立GPRS无线网络连接，所述固定监控中心14通过所述GPRS网络登录到所述终端12参数的配置界面，对所述终端12的参数进行远程配置。
[0062]实际应用时，可将本实施例提供的所述数据远程传输系统安装到管道上，打开所述供电单元15，如图4所示，压力采集单元11采集管道的第一压力信号，并将第一压力信号转换成4?20mA电流信号，并将所述电流信号传送给终端12的信号采集卡21 ;所述信号采集卡21将所述电流信号转换为模拟电压信号，再将所述模拟电压信号转换为第二压力信号，将所述第二压力信号发送至所述第一处理器22 ;所述第一处理器22根据设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选得到第三压力信号，并将所述第三压力信号传送给第二处理器23 ;所述第二处理器23将第三压力信号数据换算成对应的压力值显示在终端12的液晶显示屏上，然后将第三压力信号和终端12状态信息封包存储在所述SD卡中，最后将封包数据加密后发送给DTU 24模块；所述DTU 24模块接到数据包后通过无线传输网络直接发送给远程移动监控中心13 ;移动监控中心13将压力数据存储至存储器中，并显示在移动监控中心13的显示屏上；所述移动监控中心13通过无线方式或串口通信方式将数据包发送给固定监控中心14，所述固定监控中心14接到数据包后，将所述数据包存储至数据库中，并在所述固定监控中心14的显示屏上显示所述压力。其中，终端12所使用的DTU 24模块采用GPRS专网进行点对点透传通信，通信速率高，通信网络稳定可靠。
[0063]本发明实施例提供的数据远程传输系统通过无线网络可以精确并实时地传输压力数据，减少了人力物力的损耗，保障了工作人员在偏僻地区和恶劣环境中工作的安全；
[0064]终端12携带方便、拆卸简单，可以随时更换使用地点，可移动性好；移动监控中心可以实现监控中心的可移动化，可以随时随地接收数据，随时随地监控现场管道的压力数据；无需现场任何操作即可对终端12进行远程配置和设置；压力采集精度高，采样频率高，所述移动监控中心13及所述固定监控中心14可以通过压力曲线直观并精确地看到压力值的变化情况。
[0065]实施例二
[0066]相对于实施例一，本实施例还提供了一种数据远程传输方法，如图5所不,所述方法包括以下几个步骤:
[0067]步骤501，采集并转换管道的第一压力信号；
[0068]通过压力采集单元采集并转换所述管道的第一压力信号，将所述第一压力信号发送至终端；其中，所述第一压力信号为4?20mA的模拟电流信号。其中，所述压力采集单元可以为压力变送器。
[0069]步骤502，对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密；通过无线网络发送所述第三压力信号；
[0070]本步骤中，终端对接收到的所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密，通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心或固定监控中心。
[0071]具体地，所述终端包括:信号采集卡、第一处理器、第二处理器、DTU ;其中，
[0072]所述信号采集卡与所述压力采集单元连接，用于高速采集所述压力采集单元的第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第二压力信号；
[0073]所述第一处理器用于接收所述第二压力信号，根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；其中，所述第一处理器为MSP430从处理器。
[0074]所述第二处理器用于对所述第三压力信号进行转换处理，将所述第三压力信号转换成对应的压力值，在终端的显示屏上显示所述压力值；所述显示屏可以为0LED液晶显示屏。
[0075]所述DTU用于将所述第三压力信号通过无线网络传输至所述移动监控中心。其中，所述无线网络可以为:所述DTU与所述移动监控中心之间建立的GPRS网络。
[0076]这里，所述第二处理器还用于:将所述第三压力信号封装成数据包，存储在临时存储器中；确保压力数据的完整性和安全性，便于对历史数据进行复查和分析；
[0077]加密所述数据包，将所述加密后的所述数据包发送至所述DTU。其中，所述临时存储器可以为SD存储卡；所述第二处理器为MSP430主处理器。
[0078]当需要通过移动监控中心对所述终端的参数进行配置时，所述移动监控中心打开通用无线分组业务GPRS网络，所述DTU与所述GPRS网络建立连接，所述移动监控中心通过所述GPRS网络进入所述终端参数的配置界面，对所述终端的参数进行远程配置。其中，所述参数包括:所述压力采集单元的采样频率、压力上下限值、报警上下限值；所述终端的采样周期、校时等。
[0079]所述第一处理器、所述第二处理器为超低功耗微处理器，以延长终端的工作时间。
[0080]另外，所述终端还包括:控制面板；当工作人员在管道现场时，可直接通过控制面板对所述终端的参数进行更改、配置。所述终端具有低电量和链路不通报警功能，当通信链路不通时，可以将报警信息发送到移动监控中心或固定监控中心，有效地提示工作人员。
[0081]步骤503，将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，发送所述第三压力信号；
[0082]本步骤中，当所述移动监控中心接收到第三压力信号时，将所述第三压力信号存储至移动监控中心的存储器中，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并将所述第三压力信号通过无线网络或串口通信的方式发送至固定监控中心；其中，所述第一显示屏为:所述移动监控中心的显示屏，可以为0LED液晶显示屏。
[0083]步骤504，将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
[0084]本步骤中，当固定监控中心接收到所述移动监控中心或所述终端发送的第三压力信号时，将接收到的第三压力信号存储至数据库，以供工作人员查询历史数据，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。其中，所述第二显示屏为:所述固定监控中心内的电视墙或显示器。
[0085]具体地，所述固定监控中心包括:工控机、GPRS模块；其中，
[0086]所述工控机用于接收所述移动监控中心发送的第三压力信号，将所述第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号；其中，所述工控机与所述GPRS模块通过数据线或网线连接，通过无线方式或者串口通信方式接收所述第三压力信号。
[0087]所述GPRS模块用于与所述DTU 24建立无线网络连接；或者与所述移动监控中心建立无线网络连接；
[0088]这里，当需要通过固定监控中心对所述终端的参数进行配置时，所述固定监控中心通过所述GPRS模块与所述DTU建立GPRS无线网络连接，所述固定监控中心通过所述GPRS网络进入所述终端参数的配置界面，对所述终端的参数进行远程配置。
[0089] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数据远程传输系统，其特征在于，所述系统包括: 压力采集单元，所述压力采集单元用于采集并转换所述管道的第一压力信号； 终端，所述终端用于对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密；通过无线网络将所述第三压力信号发送至移动监控中心； 移动监控中心，所述移动监控中心将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，并将所述第三压力信号发送至固定监控中心； 固定监控中心，所述固定监控中心用于将所述移动监控中心发送的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定监控中心还用于: 通过无线网络对所述压力采集单元及所述终端的参数进行远程配置；其中， 所述压力采集单元的参数包括:采样频率、压力上下限值、报警上下限值； 所述终端的参数包括:所述终端的采样周期。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:供电单元；其中，所述供电单元用于对所述压力采集单元、所述终端进行供电。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端包括: 信号采集卡，所述信号采集卡用于采集所述第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第二压力信号； 第一处理器，所述第一处理器用于接收所述第二压力信号，根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号； 第二处理器，所述第二处理器用于对所述第三压力信号进行转换处理，将所述第三压力信号转换成对应的压力值，通过第三显示屏显示所述压力值； 数据传输单元DTU，所述DTU用于将所述第三压力信号通过无线网络传输至所述移动监控中心。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二处理器还用于:将所述第三压力信号封装成数据包，存储在临时存储器中； 加密所述数据包，将所述加密后的所述数据包发送至所述DTU。
6.一种数据远程传输方法，其特征在于，所述方法包括: 采集并转换所述管道的第一压力信号； 对所述第一压力信号进行模数转换处理，获取第二压力信号；根据预设的采样周期对所述第二压力信号进行筛选，获取第三压力信号；对所述第三压力信号进行封包、加密，通过无线网络发送所述第三压力信号； 将接收到的所述第三压力信号进行存储，通过第一显示屏显示所述第三压力信号，发送所述第三压力信号； 将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将接收到的第三压力信号存储至数据库，并通过第二显示屏显示所述第三压力信号后，所述方法还包括: 通过无线网络对所述压力采集单元的参数及压力采集单元及终端的参数进行远程配置；其中，所述压力采集单元的参数包括:采样频率、压力上下限值、报警上下限值；所述参数包括:所述终端的采样周期。
【文档编号】G05B19/418GK104391490SQ201410660440
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】王海明, 邱红辉, 谭东杰, 田孝忠, 孙巍, 陈崇, 刘路, 郭凤林, 王雪莉, 任世杰, 张 浩 申请人:中国石油天然气股份有限公司