題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 油井氣體壓力無線監(jiān)測系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 油井工作平臺的操作與維護常常需要在戶外條件下進行，其工作環(huán)境給油井平臺工作人員的對儀器的操作帶來很多不便。對油井平臺的操作需要嚴(yán)格的安全保證，這不僅體現(xiàn)在需要對油井的各種工作參數(shù)和工作狀態(tài)進行嚴(yán)格定期的測量與檢查，還體現(xiàn)在在敏感高危場合進行儀器檢查和測量的復(fù)雜度和危險性。為此，為了降低這種在野外高危環(huán)境下測量的復(fù)雜度和危險性，我們開發(fā)了本油井氣體壓力檢測系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 上位機手持儀表以ARM內(nèi)核的STM32作為處理器，主要通過TFT液晶觸摸屏實現(xiàn)對系統(tǒng)界面的顯示以及對系統(tǒng)的指令操作。 下位機壓力檢測儀器以MSP430作為處理器，使用了工業(yè)用半雙工無線模塊使用Modbus通信協(xié)議進行信息及指令傳輸。 傳感器仿真信號源完全模擬實際使用的工業(yè)用油井專用氣體壓力傳感器的信號輸出，在保證了演示的客觀性的同時降低了系統(tǒng)的成本。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 創(chuàng)新點： 1．上下位機采用無線方式通信，使信息的采集更加快捷和方便，測試人員可以乘坐移動工具在短時間內(nèi)完成對多個油井的氣體壓力信息進行檢測。 2．上位機采用STM32單片機作為主芯片，作為 ARM最新的Cortex-M3內(nèi)核的32位處理器，其強大的處理能力和低至16位處理器的價格優(yōu)勢成為性價比最優(yōu)的高端手持儀器處理芯片。 3．上位機大膽的采用了TFT彩色觸摸屏，集顯示與控制于一屏，具有豐富的人機交互界面和二次可擴展功能，可以針對不同的測量條件對上位機的控制界面作出調(diào)整，極大地滿足了實際工程需要。 4．下位機的無線系統(tǒng)采用了高速定時開閉的工作方式，在不損失靈敏度的情況下最大程度的降低了其功耗，結(jié)合MSP430出色的低功耗性能，可以將下位機的功耗降到最低，減少了下位機的維護次數(shù)，降低了系統(tǒng)的維護成本。 關(guān)鍵技術(shù)： 1．MSP430控制技術(shù)。 2．STM32控制技術(shù)。 3．基于Modbus無線通信技術(shù)。 4．圖像處理技術(shù)。 5．軟件濾波技術(shù)。 6．開關(guān)電源技術(shù)。
科學(xué)性、先進性
- 現(xiàn)有的油井壓力測量系統(tǒng)主要以RS_485等工控總線，需要與上位機有線連接才可以進行測量。這種測量方式受到了距離和接口的限制，在一定程度上對測試的靈活性及安全性產(chǎn)生了影響，并且不方便在短時間內(nèi)實現(xiàn)對多個油井的測量。在現(xiàn)有的以無線模塊作為主要上下位機信息傳輸?shù)漠a(chǎn)品中往往上位機功能單一，可二次編程能力差，無法針對個別應(yīng)用場合對功能按鍵作出相應(yīng)的調(diào)整，在一定程度上限制了產(chǎn)品針對不同工作場合的適應(yīng)性。本產(chǎn)品上下位機之間采用無線模塊通信，大大簡易了信息采集的過程，且利用上位機的強大的二次編程能力可以在工作環(huán)境改變的時候?qū)ι衔粰C的工作界面作出及時調(diào)整，以適應(yīng)不同的測試環(huán)境。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ?實物、產(chǎn)品 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 手持儀表使用的是TFT彩色觸摸屏，集顯示與操作的功能于一體，省去了手持儀表上繁雜的按鍵，用功能靈活的操作界面簡化了對系統(tǒng)的指令操作。 壓力檢測儀器依照工業(yè)控制測量儀器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，考慮到工作環(huán)境對儀器的維護帶來的不便，壓力測量儀器著重在降低功耗方面加以優(yōu)化，硬件上使用業(yè)界功耗最低的16位單片機MSP430，外部使用的發(fā)光LED在綜合發(fā)光亮度的情況下使用了功耗較低的型號，軟件上通過連續(xù)開閉功耗最大的無線模塊在不影響儀器靈敏度的情況下最大程度的縮短無線模塊的開啟時間，并在系統(tǒng)無任務(wù)的情況下自動進入低功耗模式下待機，以上舉措在壓力檢測系統(tǒng)正常工作的條件下大大降低了系統(tǒng)的功耗，令儀器的續(xù)航能力更強。另外，下位機的設(shè)計完全符合本質(zhì)安全性的規(guī)定，確保了在油井平臺環(huán)境工作的安全性。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測 根據(jù)我們對市場需求的分析，本作品在油井及其他分散式壓力測量環(huán)境中具有很強的優(yōu)勢，憑借其強大的上位機處理能力及出色的整體穩(wěn)定性相信會有廣闊的市場空間。
同類課題研究水平概述
- 通過對國內(nèi)市場同類產(chǎn)品的研究，本產(chǎn)品在功能，性能，可兼容性及性價比上都有突出的表現(xiàn)。 首先，在功能上，相比較國內(nèi)多數(shù)產(chǎn)品的上位機的功能簡單，結(jié)構(gòu)單一的情況，本系統(tǒng)的上位機作出了很多人性化及模塊化的功能突破。作為人機交互的平臺，本系統(tǒng)上位機主要致力于實現(xiàn)人機交互的人性化及靈活性。豐富的信息管理， 靈活的信息檢索，方便了對信息的操作。 其次，在性能上，下位機采用了MSP430作為主芯片以及無線模塊的高速定時開閉工作模式，在不影響下位機響應(yīng)速度的情況下，讓下位的功耗降到了最低，減少了戶外對下位機的維護次數(shù)，降低了維護成本，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性。 再次，在可兼容性上，通過對各種類型的油井專用氣體壓力傳感器的調(diào)研，本系統(tǒng)對兩線式工作方式的傳感器全面兼容，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)完全符合行業(yè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以在不同工作場合兼容所有此類型的傳感器。性價比上，上位機采用的是全新的ARM核的STM32 32位處理器，作為最為價廉的32位處理器，在上位機作出各種功能突破的同時，保證了上位機的低成本，讓本系統(tǒng)的性價比更為突出。
