[發(fā)明專利]一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810727320.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN110691337A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖文生;李康;崔俊國;劉廣斗;張林川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(華東)
• 主分類號(hào): H04W4/38
• 分類號(hào): H04W4/38;H04W52/02;H04W84/18;H04L29/08;H04L12/44;H04L12/437;G08C17/02;H04N7/18
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1.一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括管理層、監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層和ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)智能模塊，其特征在于：所述管理層包括中央監(jiān)控室、經(jīng)理室、隊(duì)長室、云服務(wù)器、容錯(cuò)服務(wù)器A、容錯(cuò)服務(wù)器B、工程師站和陸地監(jiān)控室；所述管理層網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，管理層服務(wù)器通過容錯(cuò)服務(wù)器A和容錯(cuò)服務(wù)器B形成雙模冗余并聯(lián)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；容錯(cuò)服務(wù)器A和容錯(cuò)服務(wù)器B分別從監(jiān)控層的雙環(huán)網(wǎng)中讀取數(shù)據(jù)，并向管理層中的中央控制室、經(jīng)理室和隊(duì)長室提供數(shù)據(jù)；

所述監(jiān)控層包括九個(gè)ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；所述ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是建立在傳輸層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換器；所述監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)網(wǎng)冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，9個(gè)所述ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層傳輸上來的傳感器數(shù)據(jù)分別傳輸至兩個(gè)環(huán)形冗余以太網(wǎng)中，為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑑蓷l環(huán)形以太網(wǎng)絡(luò)分別部署在鉆井平臺(tái)左舷和右舷，所述兩條環(huán)網(wǎng)互為冗余；主司鉆和副司鉆分別獨(dú)立地從雙環(huán)網(wǎng)讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)其中一條環(huán)網(wǎng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，自動(dòng)切換到另一條環(huán)網(wǎng)，且兩者互為冗余；

所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層包括多個(gè)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)；所述監(jiān)控層內(nèi)部所設(shè)置的多個(gè)ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)分別和其對(duì)應(yīng)的多個(gè)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)相連接；所述傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的傳感器數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，經(jīng)過ZigBee路由的中繼發(fā)送至ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)經(jīng)過以太網(wǎng)傳送至監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)。

所述ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)智能模塊模塊包括主要包括以太網(wǎng)模塊網(wǎng)卡、處理器模塊、存儲(chǔ)模塊、LCD顯示模塊和Zigbee無線模塊以及其他外設(shè)模塊；所述處理器模塊分別和64MSDRAM芯片、256M FLASH芯片、LCD觸摸屏、DM9000以太網(wǎng)芯片、CC2530zigBee無線模塊以及其他外設(shè)相連接，且均為雙向連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)都選取TI公司的CC2530作為系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的核心芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述管理層所連接的云服務(wù)器，通過GPRS向陸地發(fā)送鉆井平臺(tái)實(shí)時(shí)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述ZigBee無線模塊采用TI公司的CC2530作為無線接收設(shè)備，接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層中ZigBee路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述處理器模塊選用Samsung公司的S3C2440A作為CPU處理器，采用UART方式與ZigBee無線模塊進(jìn)行通信，對(duì)接收到的ZigBee信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換及網(wǎng)絡(luò)地址解析，將傳感器數(shù)據(jù)重新封轉(zhuǎn)成TCP/IP數(shù)據(jù)包后發(fā)送給以太網(wǎng)模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述以太網(wǎng)模塊網(wǎng)卡選取DM9000控制芯片，將處理器模塊發(fā)送過來的TCP/IP數(shù)據(jù)以最高100M傳輸速率傳輸?shù)奖O(jiān)控層的雙環(huán)冗余以太網(wǎng)中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺(tái)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊配置64M字節(jié)SDRAM和256M字節(jié)NAND Flash，用于存儲(chǔ)接收到的ZigBee無線信號(hào)、轉(zhuǎn)換后的TCP/IP數(shù)據(jù)以及相關(guān)硬件運(yùn)行程序。