[實用新型]基于無線通信與傳感器組網的智能定位和監控裝置

無效

• 申請號: 200920100306.9
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN201418151Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 劉俊娜;彭世超;蔣安波;李紅林;沈軍英;路宏偉;張昶;張福生
• 申請（專利權）人: 黑龍江圣亞科技發展有限公司;張福生
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W84/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林

技術領域

本實用新型涉及一種油田和礦業設施的智能定位和監控系統。

背景技術

隨著世界科技和經濟的高速發展，人們對生產現場各種資源信息的獲取和控制傾向于自動化、智能化，特別是具有危險性、人力不方便觸及、數量巨大的設備參數控制等方面。例如：人們對石油的需求日益增大，石油資源又是一種不可再生的天然資源，加之油田企業各崗位原則上不增編的用人機制，在此種條件下如何確保油田企業安全、高效穩產是油田企業所面臨的嚴峻現實。油田采油通常由油井、計量站、中轉站、聯合站、原油外輸系統、油罐、天然氣罐以及油田的其它設施組成，整個采油廠、礦、站各種生產設施的工作狀態及其產品(如水、油、氣等)的相應數據(如溫度、壓力、流量等)就直接關系到油田生產的穩定及安全，而這些重要數據目前大多由人工方式每日定時檢查設備運行情況并測量、統計相關各生產數據，這種客觀條件必然使工人勞動強度加重，并且影響了設備監控與生產數據的實時性，甚至準確性，同時存在疏漏、筆誤和作假等隱患。目前，我國一些油田企業也采取一些通過諸如RS485總線形式的局域有線網、便攜式采集設備的方式或以GSM短信息的方式達到對油井部分生產數據監測和統計之目的，一定程度上解決了上述問題，但這些技術有較大的局限性。首先，油田各采油廠、礦、站需要監測的設備量較大，并相對分散，有線組網方式布線困難，靈活性差，建設成本高，而且出現網絡故障時短時間內很難定位和排除故障點；其次，油田各采油廠、礦、站內通常都有大功率的電機、泵機甚至變電站，這些設備工作時所產生的干擾可直接侵入網絡而導致有線網絡癱瘓，嚴重時周邊設備都不能正常工作；第三，有線網絡對油田各設備的檢修產生一定程度的障礙，一旦維修人員維修時不小心可能導致有線網絡的物理連接失效，使有線網絡不能正常工作。至于便攜式采集設備，其只能解決部分生產設備或數據的采集和監測問題，而且由于其采集時需要人工安裝到相應生產設備上，將相應數據采集到便攜式設備中，需要經常拆裝，其與生產設備的接口部分磨損嚴重，常出現接觸不良或無法連接的問題，并且將采集來的生產數據需要人工方式再上傳至生產監測分析系統，仍然存在數據的實時性差和便攜式設備丟失等問題；采用短消息的方式也存在上述問題；如專利號為ZL02238313.1的“油田生產設備無線監控管理系統”，其基于全球通(GSM)的短消息(SMS)或無線分組網(GPRS)通信方式實現的僅是對油井設備的監控，雖然解決了油田井口一些設備的監控問題，但仍然存在短消息滯后、丟失、GPRS掉線等通信受阻問題，其通信設備相對于ZigBee模塊成本高、還需長期繳納信息服務費，該系統的實時性、可靠性和控制的安全性差。

傳感器技術是一種自動檢測技術，被廣泛應用于工業自動檢測領域；ZigBee(802.15.4協議)技術是一種新一代的短距離雙向無線通信技術，具有低成本(免執照頻段、免專利協議)、低功耗(省電)、網絡容量大、安全性高、抗干擾力強、網絡自愈力強的特點，二者融合并輔以相應控制器可克服以上組網方式或系統的局限性，徹底實現油田信息的智能化監測和控制。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于無線通信與傳感器組網的智能定位和監控裝置，以克服油田企業目前采用的局域有線組網方式布線困難、靈活性差、建設成本高、出現網絡故障時短時間內很難定位和排除故障點、設備工作時所產生的干擾以及維修人員維修時的不小心都可能導致有線網絡不能正常工作的缺陷；還克服了便攜式采集設備需要經常與相應生產設備拆裝所出現的接口部分磨損嚴重的缺陷，還克服了以GSM短信息的方式進行監測存在短消息滯后、丟失、GPRS掉線等通信受阻問題。

本實用新型的基于無線通信與傳感器組網的智能定位和監控裝置包括：

傳感器模塊2：用于檢測和識別被監控對象的位置和工作狀態，并將識別到的位置和工作狀態信息轉換為數據信息；

執行器模塊3：用于執行ZigBee終端節點模塊發來的控制指令，對被監控對象的狀態進行調節和控制，使被監控對象的狀態保持在系統預設的正常狀態下；

ZigBee終端節點模塊4：用于將傳感器模塊2傳來的數據信息發送給ZigBee路由節點模塊5，并接收來自ZigBee路由節點模塊5的控制指令；

ZigBee路由節點模塊5：用于將來自ZigBee終端節點模塊4或鄰近ZigBee路由節點模塊5的數據信息發送給鄰近的ZigBee路由節點模塊5或ZigBee協調器節點模塊7，并將來自ZigBee協調器節點模塊7或ZigBee路由節點模塊5的控制命令發送給ZigBee路由節點模塊5或ZigBee終端節點模塊4；