一种具有无线通讯功能的井场传感器系统及其通讯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油钻井勘探领域，具体涉及一种具有无线通讯功能的井场传感器系统及其通讯方法。
【背景技术】
[0002]目前，石油钻录井很多行业厂商推出了无线传感器系统，但是很多传感器系统组网方式复杂，现场维护性差。不利于现场灵活施工的需要，同时使得石油钻录井现场的传感器数据采集和传输的成本非常高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种具有无线通讯功能的井场传感器系统及其通讯方法，通过在无线传感器从机部件设置第一无线收发模块，在无线主机部件设置第二无线收发模块。通过第一无线收发模块与第二无线收发模块进行无线通讯，能够将无线传感器从机部件获得的传感器信号发送至无线主机部件，进而发送至上位机；并可以将上位机对无线传感器从机部件的命令通过第一无线收发模块与第二无线收发模块发送至传感器，控制传感器工作。本发明能够方便灵活迅速的组建起无线传感器采集网络，实时采集井场内传感器分布区域内各检测对象的信息，达到对目标信息的实时监测，为井场钻录井工作提供重要依据。
[0004]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
一种具有无线通讯功能的井场传感器系统，其特点是，该传感器系统包含:
多个无线传感器从机部件，每个所述无线传感器从机部件包含第一无线收发模块；多个无线主机部件，每个所述无线主机部件分别与多个所述无线传感器从机部件进行通讯；每个所述无线主机部件包含第二无线收发模块；
上位机，与多个所述无线主机部件连接。
[0005]优选地，每个所述无线传感器从机部件还包含:
传感器；
信息处理模块，所述信息处理模块分别与所述传感器、第一无线收发模块连接。
[0006]优选地，所述第一无线收发模块包含:
第一数据仲裁模块，与所述信息处理模块连接；
从机用第一频段处理电路，与所述第一数据仲裁模块连接；
从机用第二频段处理电路，与所述第一数据仲裁模块连接；
第一频段从机天线，与所述从机用第一频段处理电路连接；
第二频段从机天线，与所述从机用第二频段处理电路连接。
[0007]优选地，每个所述无线主机部件还包含:
数据处理模块，分别与所述第二无线收发模块、上位机的输入端连接。
[0008]优选地，所述第二无线收发模块包含: 第二数据仲裁模块，与所述数据处理模块连接；
主机用第一频段处理电路，与所述第二数据仲裁模块连接；
主机用第二频段处理电路，与所述第二数据仲裁模块连接；
第一频段主机天线，与所述主机用第一频段处理电路连接；
第二频段主机天线，与所述主机用第二频段处理电路连接。
[0009]优选地，
每个所述无线传感器从机部件的所述第一频段从机天线与每个所述无线主机部件的第一频段主机天线进行通讯；
每个所述无线传感器从机部件的所述第二频段从机天线与每个所述无线主机部件的第二频段主机天线进行通讯。
[0010]一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的通讯方法，其特点是，该方法包含: 当多个所述无线传感器从机部件分别获取实时传感器信息时，每个所述无线传感器从机部件将获取井场的传感器信息处理后通过第一频段从机天线、第二频段从机天线发送至所有空闲的所述无线主机部件中，对应的所述无线主机部件将获取的传感器信息发送至所述上位机。
[0011 ] 当所述上位机需要发送命令至一个或多个无线传感器从机部件时，该上位机控制一个或多个所述无线主机部件发送命令数据至所有的所述无线传感器从机部件中，根据命令数据对应的所述无线传感器从机部件完成动作。
[0012]当有新的所述无线传感器从机部件接入该井场传感器系统时，该无线传感器从机部件发送从机接入系统消息至该井场传感器系统的所有无线主机部件中，任何空闲的所述无线主机部件获取上述从机接入系统消息并发送至所述上位机。
[0013]当有新的所述无线主机部件接入该井场传感器系统时，所述上位机获取该无线主机部件发送的主机接入系统信息，该上位机根据获取的主机接入系统信息判断并设置是否将该无线主机部件接入井场传感器系统中。
[0014]优选地，当多个所述无线传感器从机部件分别获取实时传感器信息时，包含如下步骤:
Si，每个所述无线主机部件获取相应的传感器信息，提取该传感器信息包含的所述无线传感器从机部件的从机地址；
S2，该无线主机部件与所述上位机通讯，所述数据处理模块查找所述上位机内的数据采集表，根据获取的上述从机地址判断是否需要接受该无线传感器从机部件100的传感器信息；需要时，跳转至步骤S3，不需要时，该无线主机部件200屏闭该传感器数据；
S3，该无线主机部件解析获取对应所述无线传感器从机部件的传感器信息中的传感器数据，并将该传感器数据发送至所述上位机，结束。
[0015]优选地，当所述上位机需要发送命令至一个或多个无线传感器从机部件时，包含如下步骤:
Al，所述上位机根据其内设置的数据采集表，控制一个或多个所述无线主机部件发送命令数据所有的所述无线传感器从机部件中；
A2，每个所述无线传感器从机部件获取并解析该命令数据中的从机地址，判断该从机地址是否与该无线传感器从机部件自身的从机地址相匹配；匹配时，跳转至步骤A3 ;不匹配时，该无线传感器从机部件忽略该命令数据；
A3，所述无线传感器从机部件根据获取的命令数据，执行该命令数据中要求完成的任务。
[0016]优选地，当有新的所述无线传感器从机部件接入该井场传感器系统时，包含如下步骤:
BI,新的所述无线传感器从机部件发送从机接入系统消息格式为@+从机地址+传感器数据+*的信息至所有的无线主机部件中；
B2，所有空闲的所述无线主机部件获取上述从机接入系统消息，提取其中的从机地址发送至所述上位机；
B3，所述上位机查找上述从机地址是否存在于其内部的数据采集表中；存在时，跳转至步骤B4 ;不存在时，阻止该无线传感器从机部件接入该井场传感器系统，结束；
B4，所述上位机设置该无线传感器从机部件接入该井场传感器系统中，更新数据采集表，并根据更新后的数据采集表控制与该新的所述无线传感器从机部件通讯的所述无线主机部件发送命令至该无线传感器从机部件。
[0017]本发明与现有技术相比具有以下优点:
本发明提供的一种具有无线通讯功能的井场传感器系统及其通讯方法，能够快速地实现无线传感器系统的井场组网和通讯。通过设置两个频段分别组网，能够保证通讯网络的稳定性，数据仲裁模块的存在，可以保证数据的唯一性。根据无线传感器从机部件和无线主机部件的特性，可以灵活的组网，使得各个井场之间的部件具有互换性；提高了石油钻录现场的工作效率，降低了工作成本。
【附图说明】
[0018]图1为本发明一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的整体结构示意图。
[0019]图2为本发明一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的无线传感器从机部件结构示意图。
[0020]图3为本发明一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的无线主机部件结构示意图。
[0021]图4为本发明一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的实施例示意图之一。
[0022]图5为本发明一种具有无线通讯功能的井场传感器系统的实施例示意图之二。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0024]如图1所示，一种具有无线通讯功能的井场传感器系统，该传感器系统包含:多个无线传感器从机部件100、多个无线主机部件200及上位机300。
[0025]其中，每个无线主机部件200分别与多个无线传感器从机部件100进行通讯；上位机300与多个无线主机部件200连接。
[0026]如图2所示，每个无线传感器从机部件100包含:第一无线收发模块110、传感器120、信息处理模块130。信息处理模块130分别与传感器120、第一无线收发模块110连接。
[0027]如图2所示，第一无线收发模块110包含:第一数据仲裁模块111、从机用第一频段处理电路112、从机用第二频段处理电路113、第一频段从机天线114及第二频段从机天线115。其中，第一数据仲裁模块111与