一种具有无线通讯的稳流配水阀组数据协议转换箱的制作方法

本实用新型属于油田井口设备领域，尤其涉及一种具有无线通讯的稳流配水阀组与油田数据平台之间的数据协议转换装置。

背景技术：

注水开发油田，是提高油田采油速度和采收率的重要措施，是继一次采油之后，补充地层能量，维持油田长期高产稳产的有效方法和重要工艺手段，因此稳流配水阀组(以下简称“阀组”)在油田开发过程中得到了广泛的应用。

为了将各厂家纷繁多样的配水阀组数据协议转换为可供数据平台读取的标准modbus/rtu协议，配水阀组数据协议转换箱(以下简称“协议箱”)应运而生，然而，传统的“协议箱”下行与“阀组”的通讯以及上行与数据平台的通讯均采用rs485的有线通讯方式，阀组间安装过程中的走线繁琐而耗时，此外运行过程中的线路老化为“协议箱”和“阀组”的稳定运行带来了安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有无线通讯的稳流配水阀组数据协议转换箱，其解决了传统“协议箱”有线通讯为阀组间安装、维护带来的不便和安全隐患。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种具有无线通讯的稳流配水阀组数据协议转换箱，该转换箱包括箱体、主控单元、显示屏、操作单元、上行通讯单元以及下行通讯单元；

所述主控单元位于箱体内且与箱体底部连接；

所述显示屏与主控单元通讯连接；

所述操作单元与主控单元通讯连接；

所述上行通讯单元包括第一有线通讯模块和第一无线通讯模块，所述第一有线通讯模块和第一无线通讯模块集成在主控单元上；

所述下行通讯单元包括第二有线通讯模块和第二无线通讯模块，所述第二有线通讯模块和第二无线通讯模块集成在主控单元上。

进一步：所述第一有线通讯模块为rs485通讯模块，所述rs485通讯模块采用ti公司sn65176bdr芯片实现。

进一步：所述第一无线通讯模块为gprs或4g无线通讯模块。

进一步：所述第一无线通讯模块通过有人物联网技术有限公司的usr-gprs-734或usr-g806模块能够将上行的rs485数据转化为gprs或4g数据，用于上行数据的无线通讯。

进一步：所述第二有线通讯模块为rs485通讯模块，所述rs485通讯模块采用ti公司sn65176bdr芯片实现。

进一步：所述第二无线通讯模块为zigbee无线通讯模块。

进一步：所述zigbee无线通讯模块包括digi公司的xbee-s2c模块，所述xbee-s2c模块将串口数据封装为zigbee数据帧，并通过2.4g频段的射频信号发射出去。

进一步：所述箱体上设置有与压力变送器接线端子，该接线端子采用四线制通讯协议rs485，该rs485的电源为5vdc。

进一步：所述箱体上设置有与注水仪的接线端子，采用四线制，通讯协议rs485，该rs485的电源为220vac。

进一步：所述箱体由钢板制成。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：该协议转换箱支持上下数据的无线通讯方式省去了阀组间安装过程中的走线环节，大大提升了阀组间安装工作的效率；

该协议转换箱支持上下行数据的无线通讯方式降低了由线路老化带来的安全风险，大大提升了“阀组”和“协议箱”的可靠性，降低了维护成本。

附图说明

图1为本实用新型该协议转换箱的结构示意图；

图2为本实用新型该协议转换箱功能框图；

图3为本实用新型箱体去掉盖子的结构示意图；

图4为本实用新型接线端子的示意图；

图5为本实用新型rs485的原理示意图；

图6为本实用新型zigbee的原理示意图。

其中，1、箱体；2、主控单元；3、显示屏；4、操作单元；5、上行通讯单元；51、第一有线通讯模块；52、第一无线通讯模块；6、下行通讯单元；61、第二有线通讯模块；62、第二无线通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1-3所示，一种具有无线通讯的稳流配水阀组数据协议转换箱，包括箱体1、主控单元2、显示屏3、操作单元4、上行通讯单元5以及下行通讯单元6。

主控单元2位于箱体1内且与箱体1底部连接。

显示屏3与主控单元2通讯连接。

操作单元4为按键盘，操作单元4与主控单元2通讯连接。

参照图3和图4，箱体1外形尺寸为420×300×100mm，协议箱壁厚t＝1.0～1.5mm/q235钢板，颜色ral7032，防护等级ip65。

箱体1上预留与压力变送器接线端子，采用四线制，通讯协议rs485，电源5vdc。

箱体1上预留与注水仪的接线端子，采用四线制，通讯协议rs485，电源220vac。

该协议转换箱安装方式为背板安装，配带安装螺栓，电缆由箱体1下进下出，开4个g1/2内螺纹孔，配带8个g1/2锁紧螺母，结构紧凑合理、通用性强、操作方便。

上行通讯单元5包括第一有线通讯模块51和第一无线通讯模块52，第一有线通讯模块51和第一无线通讯模块52集成在主控单元2上。

第一有线通讯模块51为rs485通讯模块，所述rs485通讯模块采用ti公司sn65176bdr芯片实现。

参照图5，其中u2为rs485芯片，r4、r3分别为上下拉电阻。d5、d6、d7、d8、f3、f4、tss3、tss4为保证rs485具有良好emc性能的保护器件。

第一无线通讯模块52为gprs或4g无线通讯模块，第一无线通讯模块52通过有人物联网技术有限公司的usr-gprs-734或usr-g806模块能够将上行的rs485数据转化为gprs或4g数据，用于上行数据的无线通讯。

下行通讯单元6包括第二有线通讯模块61和第二无线通讯模块62，第二有线通讯模块61和第二无线通讯模块62集成在主控单元2上。

第二有线通讯模块61为rs485通讯模块，所述rs485通讯模块采用ti公司sn65176bdr芯片实现。

参照图6，第二无线通讯模块62为zigbee无线通讯模块，u4为digi公司的xbee-s2c模块，xbee-s2c模块将串口数据封装为zigbee数据帧，并通过2.4g频段的射频信号发射出去。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。