[實用新型]基于無線Mesh網絡的油井智能遠傳壓力表

無效

• 申請號: 201120056093.1
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN202023555U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 陳毓華
• 申請（專利權）人: 長春神網科技有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及無線Mesh網絡技術、數據采集領域，尤其涉及油井監控領域的無線Mesh網絡智能壓力測量和遠程監控。

背景技術

無線Mesh網絡(無線網狀網絡)也稱為“多跳(multi-hop)”網絡，它是一種與傳統無線網絡完全不同的新型無線網絡技術。與傳統的交換式網絡相比，無線Mesh網絡去掉了節點之間的布線需求，但仍具有分布式網絡所提供的冗余機制和重新路由功能。在無線Mesh網絡里，如果要添加新的設備，只需要簡單地接上電源就可以了，它可以自動進行自我配置，并確定最佳的多跳傳輸路徑。添加或移動設備時，網絡能夠自動發現拓撲變化，并自動調整通信路由，以獲取最有效的傳輸路徑。

在傳統的無線局域網(WLAN)中，每個客戶端均通過一條與AP相連的無線鏈路來訪問網絡，用戶如果要進行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的接入點(AP)，這種網絡結構被稱為單跳網絡。而在無線Mesh網絡中，任何無線設備節點都可以同時作為AP和路由器，網絡中的每個節點都可以發送和接收信號，每個節點都可以與一個或者多個對等節點進行直接通信。這種結構的最大好處在于：如果最近的AP由于流量過大而導致擁塞的話，那么數據可以自動重新路由到一個通信流量較小的鄰近節點進行傳輸。依此類推，數據包還可以根據網絡的情況，繼續路由到與之最近的下一個節點進行傳輸，直到到達最終目的地為止。這樣的訪問方式就是多跳訪問。

傳統的壓力監測只能適用于可以人工閱讀的場合，對于危險、腐蝕、昏暗或安裝角度特殊等無閱讀條件的特殊場合，往往會造成因數據漏失。除人工抄收數據之外，對于油井的壓力監測多數采用有線抄收的方式，這種方式不僅不可避免地引入了額外的誤差，而且成本高，容易受到外界干擾，必須配備補償和屏蔽措施。繁瑣復雜布線環節是一個非常辣手的工程。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足之處。本實用新型提供一種壓力表，該壓力表不僅解決了在特殊場合下對油井壓力的實時監測問題，還省去了大量復雜的布線環節。該壓力表能夠將采集數據通過無線方式傳輸至遠程管理平臺，進行統一地數據處理和分析，實現油井對壓力監測數據的遠程抄送和監控。

采用的技術方案是：基于無線Mesh網絡的油井智能遠傳壓力表，該壓力表采用無線Mesh網絡進行遠程數據傳輸，且支持ZigBee協議。該壓力表與其他設備組成無線Mesh網絡，每個壓力表作為一個采集及監控的終端節點，將采集的數據無線收、發，經路由無線傳輸至基站。基站以多種方式將數據傳輸至遠程管理平臺進行統一處理和分析。

壓力表包括壓力采集基表模塊和無線數據遠傳模塊。無線數據遠傳模塊包括：微處理器單元、無線數據收發單元、存儲單元、外部接口單元、復位單元、天線。

微處理器單元(MCU)，用于完成數據處理和邏輯運算；

無線數據收發單元，用于接收和發送射頻信號；

復位單元，監視系統的電源電壓，并在偏離正常范圍時，即低于復位門限時，向微處理器單元發出一個復位信號；

存儲單元，用于存儲采集數據及本地壓力表信息和狀態參數；

外部接口單元，用于提供外部邏輯單元與微處理器單元的接口。

所述微處理器單元采用TI公司的MSP430F149單片機。所述無線數據收發單元采用Chipcon公司的CC2420芯片和TI公司的CC2591放大芯片。所述復位單元采用IMP809芯片。所述存儲單元采用可擦寫存儲器EEPROM。

其中，壓力采集基表模塊通過外部接口單元與微處理器單元相連接。無線數據收發單元通過SPI總線與微處理器單元相連接。存儲單元通過I2C總線與微處理器單元相連接。

壓力采集基表模塊利用數字壓力量采集方法采集壓力數據，并直接通過串口線傳至微處理器單元；無線數據遠傳模塊的微處理器單元MSP430F149，首先通過串口讀取壓力采集基表模塊采集到的壓力數據，同時從存儲單元讀取壓力表地址和ID。然后將讀取的壓力數據及其他變量通過SPI總線發送到CC2420芯片，經過CC2591的放大發送出去。CC2420芯片是一個射頻芯片，通過無線收、發數據，與遠程管理平臺相互通信。

本實用新型的有益效果是：提供了一種基于無線Mesh網絡的油井智能遠傳壓力表，將無線Mesh網絡技術與傳統壓力監測技術相結合，并且運用于油田中油井的監測，實現了油井壓力數據的實時采集，并提高了數據的精確度。本實用新型替代傳統人工抄表方式，有助于節省成本和避免復雜布線。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做出詳細說明：