用于水下密度采集设备的数据处理系统及其数据处理方法与流程

本发明涉及对水下密度采集设备获取的密度信号进行数据处理的技术领域，具体涉及油井开采过程中，对水下密度采集设备获取的水下原油密度信号进行数据处理。

背景技术：

原油的密度的大小可说明石油产品的纯度，碳原子数相同的烃类其密度的大小的顺序为：芳烃>环烷>烷烃，异构烷烃>正构烷烃。同种烃类，密度随沸点升高而增大。当沸点范围相同时，含芳烃越多，其密度越大；含烷烃越多，其密度越小。含烷烃越多的原油，其密度通常比含环烷烃及芳香烃的原油小。原油中含硫、氮、氧等有机化合物越多，含胶状物质越多，密度就越大。故在一定程度上根据密度可大致判断产品的成分和原油的类型。目前对水下密度采集设备获取的密度信号通常是使用远程控制器与可编程控制器等设备进行处理，数据处理方式复杂，不易操作。

技术实现要素：

为本发明提供的用于水下密度采集设备的数据处理系统，不需采用远程控制器和可编程控制器，即可获取水下密度采集设备所采集的密度信号，通过本发明，在油井开采过程中可以实时了解原油产品的纯度。

本发明所述的用于水下密度采集设备的数据处理系统，与上位设备和水下密度采集设备连接，水下密度采集设备放置在水下环境的介质中获取4～20ma的模拟量密度信号，本系统处理所述密度信号，并根据上位设备的指令，将处理后的密度信号发送给上位设备，包含:

信号转换模块，与密度采集设备连接，将密度采集设备采集的所述模拟量密度信号转换为通讯信号；

数据处理模块，与信号转换模块和上位设备连接；所述数据处理模块将所述信号转换模块生成的通讯信号进行编码，生成第一编码信号，并根据上位设备的指令将所述第一编码信号发送给上位设备；

数据收发模块，连接设置在数据处理模块和上位设备之间，将所述第一编码信号按指定通讯协议编码后生成第二编码信号，并将所述第二编码信号发送给上位设备；同时还将上位设备的指令按所述指定的通讯协议解码后发送给数据处理模块。

所述用于水下密度采集设备的数据处理系统，还包含变压整流模块，与外部220v交流电源连接，并将所述交流电转换为24v直流电，为信号转换模块、数据处理模块、数据收发模块提供电源。

所述用于水下密度采集设备的数据处理系统，还包含防水外壳，用于放置变压整流模块、信号转换模块、数据处理模块和数据收发模块，使本系统具有水下工作的能力。

所述指定的通讯协议为can协议。

所述通讯信号为十六位spi通讯信号。

所述信号转换模块与数据处理模块通过同步通讯总线连接。

所述数据收发模块通过异步通讯总线与数据处理模块、上位设备连接。

一种用于水下密度采集设备的数据处理系统的数据处理方法，包含步骤：

s1、上位设备将工作模式指令发送给数据收发模块；

s2、数据收发模块按指定协议解码所述工作模式指令，并将解码后的工作模式指令发送给数据处理模块；

s3、数据处理模块接收解码后的工作模式指令，当工作模式为被动查询时进入s4；当工作模式为主动发送时，进入s5；

s4、数据处理模块停止工作，当接收到上位设备发送的查询指令，进入s5；

s5、信号转换模块将水下密度采集设备采集的模拟量密度信号转换为通讯信号，数据处理模块将所述通讯信号编码，生成第一编码信号，并将所述第一编码信号发送给数据收发模块；

s6、数据收发模块将第一编码信号按指定协议编码后，生成第二编码信号，并将所述第二编码信号发送给上位设备；当工作模式为主动发送时，进入s5；当工作模式为被动查询时，进入s4。

步骤s4所述的查询指令由上位设备发送给数据收发模块，并由数据收发模块按指定协议解码后发送给数据处理模块。

与现有技术相比，本发明的数据处理系统具有以下优点：不需采用远程控制器和可编程控制器，即可获取水下密度采集设备所采集的密度信号，并且本发明的数据处理系统具有水下工作的能力。本发明的数据处理方法，包含主动发送和被动查询两种模式，可根据实际需要灵活选择。本发明设计简单，性能稳定，使用方便，具有很好的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本发明的用于水下密度采集设备的数据处理系统示意图；

图2是本发明的用于水下密度采集设备的数据处理系统的数据处理流程图。

图中：1、信号转换模块；2、数据处理模块；3、数据收发模块；4、变压整流模块；5、水下密度采集设备；6、上位设备；7、防水外壳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所述的用于水下密度采集设备5的数据处理系统，与上位设备6和水下密度采集设备5连接，水下密度采集设备5放置在水下环境的介质中获取4～20ma的模拟量密度信号，本系统处理所述密度信号，并根据上位设备6的指令，将处理后的密度信号发送给上位设备6，包含:

信号转换模块1，与密度采集设备连接，将密度采集设备采集的所述模拟量密度信号转换为通讯信号；所述通讯信号为十六位spi通讯信号。

优选的，本实施例中信号转换模块1采用ad974产品将4-20ma的密度信号转化成十六位spi通讯信号。ad974是一款16位模数转换器，具有低功耗的特点。

数据处理模块2，与信号转换模块1和上位设备6连接；所述信号转换模块1与数据处理模块2通过同步通讯总线连接。数据处理模块2将信号转换模块1生成的通讯信号进行编码，生成第一编码信号，并根据上位设备6的指令将所述第一编码信号发送给上位设备6；优选的，本实施例中数据处理模块2采用stm32f405将获得的密度信号进行编码处理。stm32f405是一款嵌入式芯片，具有高级程度、高效能和低功耗的特点。

数据收发模块3，连接设置在数据处理模块2和上位设备6之间，通过异步通讯总线与数据处理模块2、上位设备6连接。数据收发模块3将所述第一编码信号按指定通讯协议编码后生成第二编码信号，并将所述第二编码信号发送给上位设备6；同时还将上位设备6的指令按所述指定的通讯协议解码后发送给数据处理模块2。所述指定的通讯协议为can（controllerareanetwork控制区域网络）协议。

优选的，本实施例中的数据收发模块3采用adm3052产品。adm3052是一款隔离式can物理层收发器，具有传输速率高的特点。

所述用于水下密度采集设备5的数据处理系统，还包含变压整流模块4，与外部220v交流电源连接，并将所述交流电转换为24v直流电，为信号转换模块1、数据处理模块2、数据收发模块3提供电源。优选的，本实施例中变压整流模块4采用ndr-240-24产品将220v交流电转化成24v直流电。

所述用于水下密度采集设备5的数据处理系统，还包含防水外壳7，用于放置变压整流模块4、信号转换模块1、数据处理模块2和数据收发模块3，使本系统具有水下工作的能力。

一种用于水下密度采集设备5的数据处理系统的数据处理方法，如图2所示，包含步骤：

s1、上位设备6将工作模式指令发送给数据收发模块3；

s2、数据收发模块3按指定协议解码所述工作模式指令，并将解码后的工作模式指令发送给数据处理模块2；

s3、数据处理模块2接收解码后的工作模式指令，当工作模式为被动查询时进入s4；当工作模式为主动发送时，进入s5；

s4、数据处理模块2停止工作，当接收到上位设备6发送的查询指令，进入s5；

s5、信号转换模块1将水下密度采集设备5采集的模拟量密度信号转换为通讯信号，数据处理模块2将所述通讯信号编码，生成第一编码信号，并将所述第一编码信号发送给数据收发模块3；

s6、数据收发模块3将第一编码信号按指定协议编码后，生成第二编码信号，并将所述第二编码信号发送给上位设备6；当工作模式为主动发送时，进入s5；当工作模式为被动查询时，进入s4。

步骤s4所述的查询指令由上位设备6发送给数据收发模块3，并由数据收发模块3按指定协议解码后发送给数据处理模块2。

与现有技术相比，本发明不需采用远程控制器和可编程控制器，即可获取水下密度采集设备5所采集的密度信号，并且本发明的数据处理系统具有水下工作的能力。本发明的数据处理方法，包含主动发送和被动查询两种模式，可根据实际需要灵活选择。本发明设计简单，性能稳定，使用方便，具有很好的推广价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。