專利名稱：油田站點儲油罐防盜報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防盜報警器，特別涉及一種石油生產(chǎn)過程中用來實時監(jiān)控的油田 站點儲油罐防盜報警器。
背景技術(shù)：
在油田的生產(chǎn)過程中，儲油罐是用于暫時存儲生產(chǎn)過程中的原油。儲油罐一般都 放置在人煙罕至的野外或各個生產(chǎn)隊上，這些儲油罐平常都處于無人看守的狀態(tài)，也沒有 安裝任何自動化監(jiān)控設(shè)備。隨著國際油價的上升，這些沒有任何防盜措施的儲油罐屢屢遭 遇到不法分子的盜油，隨著盜油現(xiàn)象的越來越頻繁，油田生產(chǎn)企業(yè)承受了重大的經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種用于實時監(jiān)控儲油罐液位，防止盜油的 油田站點儲油罐防盜報警器。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種油田站點儲油罐防盜報警器，設(shè)一 處理器單元分別與通訊接口單元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理 單元連接，模擬量處理單元和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元 按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報 警通道單元發(fā)送報警信號。所述的報警通道單元設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元和SIM卡連接，另設(shè)有三極 管Ql與GPRS芯片的LIGHT腳連接，Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接。所述模擬量處理單元，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的 直流放大電路，采集電流信號或電壓信號后通過繼電器切換。所述數(shù)字量處理單元，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理器單元連接， 輸出與多個繼電器連接構(gòu)成多種輸入輸出方式。所述通訊接口單元設(shè)有RS232芯片和CAN芯片，分別與處理器單元連接。本發(fā)明用于采集現(xiàn)場的儲油罐液位值，通過采集4 20mA電流、0 5V電壓、 RS485總線、CAN總線上的儲油罐液位信號，并把信號轉(zhuǎn)換標定成儲油罐的液位值，然后通 過報警通道單元把液位數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程的監(jiān)控中心，如果發(fā)生盜油現(xiàn)象，則馬上報警提示。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于
1)能實時有效對現(xiàn)場的儲油罐液位進行全天M小時不間斷監(jiān)測，用戶在遠程監(jiān)控中 心通過動畫畫面實時監(jiān)控油罐液位的變化情況，在發(fā)生盜油現(xiàn)象時自動給出報警提示；
2)支持多種數(shù)據(jù)采集方式，既支持模擬量采集，也可以通過數(shù)字總線來和現(xiàn)場的液位 測量裝置通訊取得液位數(shù)據(jù)；支持的模擬量有4 20mA電流、0 5V電壓信號；支持的數(shù) 字總線有 RS485, CAN, RS232 等；
3)大容量的存儲單元，既帶有內(nèi)置大容量的FLASH存儲芯片，還帶有MicroSD卡接口， 最大可支持8G的SD卡，在大量存儲單元之上還開發(fā)了通用的文件系統(tǒng)來支持數(shù)據(jù)的存放和查詢；
4)支持多種報警通道，除了自帶GPRS報警方式，還支持ZIGBEE，以太網(wǎng)等多種報警方
式；
5)支持在線升級固件程序，支持在線通過USB升級固件程序。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明的原理電路框圖3為本發(fā)明的報警通道單元的電路圖； 圖4為本發(fā)明的通訊接口單元的電路圖； 圖5為本發(fā)明的存儲單元的電路圖； 圖6為本發(fā)明的數(shù)字量處理單元的電路圖； 圖7為本發(fā)明的模擬量處理單元的電路圖； 圖8為本發(fā)明工作流程圖； 圖中標號說明
1 一處理器單元；2—通訊接口單元；
3—模擬量處理單元；4一數(shù)字量處理單元；
5—存儲單元；6—報警通道單元；
7—電源單元。
具體實施例方式請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種油田站點儲油罐防盜報警器，設(shè)一處理器單元1分 別與通訊接口單元2、存儲單元5、報警通道單元6、數(shù)字量處理單元4及模擬量處理單元3 連接，模擬量處理單元3和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元1通過模擬量處理單元3 按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元2發(fā)送信息至主控中心，同時通過 報警通道單元6發(fā)送報警信號。如圖2所示，處理器單元1采用低功耗的32位嵌入式處理芯片U1A，待機功耗小于 IuA,該芯片內(nèi)部自帶大容量的程序Flash空間、數(shù)據(jù)Ram空間、SPI接口、CAN接口、RS232
接口等。如圖2和圖3所示，所述的報警通道單元6設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元1和 SIM卡連接，另設(shè)有三極管Ql與GPRS芯片的LIGHT腳連接，當LIGHT端口為高電平時LDl 指示燈亮，LIGHT端口為低電平時LDl指示燈滅；Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接，GPRS芯 片U34和32位處理器芯片UlA通過串口通訊，在芯片UlA上電初始化階段需要對U34進行 復位操作，通過接通Q2三極管使得GPRS芯片的PWRKEY端口出現(xiàn)大于IS的低電平后關(guān)閉 Q2三極管，等待一段時間的延遲后，通過GPRS芯片U34的STATUS端口查看是否初始化成 功。所述的GPRS芯片提供了 GPRS數(shù)據(jù)鏈路的連接和管理，支持TCP/IP協(xié)議、MODBUS協(xié)議。如圖7所示，所述模擬量處理單元3，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的直流放大電路，采集電流信號或電壓信號后通過繼電器切換。模擬量處理單元3由8路模擬量輸入組成，輸入4 20mA電流信號、0 -5V電壓信號，在輸入電流信號 時需要短接跳線JP開關(guān)。如圖6所示，所述數(shù)字量處理單元4，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理 器單元1連接，輸出與多個繼電器連接構(gòu)成多種輸入輸出方式。數(shù)字量處理單元4由16路 光電隔離的輸入、4路光電隔離輸出、4路繼電器輸出組成。如圖4所示，所述通訊接口單元2設(shè)有RS232芯片U8和CAN芯片U7，分別與處理 器單元連接。RS232芯片U8可用于和PC機通訊，CAN芯片U7可用于和現(xiàn)場的液位計通訊。 電源單元7提供了雙路的供電通道，其中一路提供給處理器單元1、存儲單元5及外設(shè)接口， 另一路用于提供報警通道單元6所需的大電流電源。除了 32位處理器單元1的電源，其他 部分的電源可以暫時關(guān)閉以減低系統(tǒng)的功耗。如圖5所示，存儲單元5提供了兩種大容量存儲空間，即外部的串行Flash芯片 U33和Micro SD卡，既可以把用戶數(shù)據(jù)存放在外部的Flash芯片內(nèi)，也可以存放在Micro SD卡內(nèi)，還自帶了文件系統(tǒng)以支持用戶大容量數(shù)據(jù)的管理。Flash芯片U33用于保存配置 信息，Micro SD卡CN3用于保存用戶的大量數(shù)據(jù)，其支持1G-8G的存儲卡。本發(fā)明用于采集現(xiàn)場的儲油罐液位值，通過采集4 20mA電流、0 5V電壓、 RS485總線、CAN總線上的儲油罐液位信號，并把信號轉(zhuǎn)換標定成儲油罐的液位值，然后通 過報警通道單元6把液位數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程的監(jiān)控中心，如果發(fā)生盜油現(xiàn)象，則馬上報警提
7J\ ο如圖8所示，本發(fā)明的工作步驟如下 步驟1、UlA芯片上電初始化
32位處理器芯片UlA在上電初始化階段，通過芯片本身的電路監(jiān)控電源單元，在電源 正常的情況下才開始芯片本身其他功能模塊的初始化； 步驟2、存儲芯片U33、Micro SD卡初始化
在UlA芯片初始化完成的基礎(chǔ)上，UlA芯片通過SPI總線和U33存儲芯片、Micro SD卡 通訊設(shè)置并初始化U33、Micro SD卡，其中對存儲芯片U33的操作采用扇區(qū)的讀取或?qū)懭敕?式，對于Micro SD卡采用在扇區(qū)的基礎(chǔ)上建立FAT文件系統(tǒng)，這樣對數(shù)據(jù)的管理就可以采 用和PC數(shù)據(jù)格式兼容的方式。在初始化失敗時自動跳到出錯處理； 步驟3、GPRS芯片U34初始化
32位處理器芯片UlA發(fā)出特定時序信號打開GPRS芯片U34的電源，在正常的情況下， GPRS芯片U34通過狀態(tài)端口把成功信號送給32位處理器芯片UlA0處理器芯片UlA在得 到正確的信號后發(fā)出進GPRS網(wǎng)絡(luò)的命令后等待回復信號，若GPRS網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)GPRS芯片U34 的請求則返回一個請求允許的信號，在得到請求允許入網(wǎng)的信號后，處理器芯片UlA接著 發(fā)出GPRS網(wǎng)絡(luò)類型及名稱、用戶名、密碼，在GPRS網(wǎng)絡(luò)檢查所有參數(shù)正確的情況下返回一 個正確的信號給GPRS芯片U34，處理器芯片UlA通過GPRS芯片UM的狀態(tài)端口，得到是否 正確入網(wǎng)的通知；
步驟4、出錯處理
在存儲芯片U33、Micro SD卡初始化失敗或GPRS芯片U34初始化失敗的情況下，會進 入出錯處理機制，通過LED和蜂鳴器發(fā)出報警信號，用戶可以通過LED閃爍的方式和頻次來 判斷故障的類型；步驟5、采集TO、U6的信號
32位處理器芯片UlA通過啟動內(nèi)部自帶的ADC轉(zhuǎn)換器來依次采集第35、36、15、16、17、 18、33、34的電壓信號，32位處理器芯片UlA內(nèi)部自帶多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過該模擬轉(zhuǎn)換 開關(guān)可實現(xiàn)用1路ADC轉(zhuǎn)換電路采集多路模擬信號； 步驟6、轉(zhuǎn)換并標定工程值
通過采集模擬芯片TO、TO的信號，32位處理器芯片UlA得到相應(yīng)電壓ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)，該數(shù)據(jù)通過32位處理器芯片UlA的二次曲線轉(zhuǎn)換成標定值； 步驟7、數(shù)據(jù)異常報警
32位處理器芯片UlA采集數(shù)據(jù)時出現(xiàn)異常，即發(fā)生儲油罐被盜油現(xiàn)象自動發(fā)出報警提 示，報警的通道是通過GPRS芯片U34發(fā)出，首先在發(fā)現(xiàn)異常時32位處理器芯片UlA通過喚 醒GPRS芯片U34使其進入工作模式后把異常的數(shù)據(jù)值和報警方式發(fā)出； 步驟8、系統(tǒng)進入等待
在處理完上面所有的工作后，進入等待周期，等待下一次工作的開始。
權(quán)利要求
1.一種油田站點儲油罐防盜報警器，其特征在于設(shè)一處理器單元分別與通訊接口單 元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理單元連接，模擬量處理單元和 儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元按時檢測儲油罐的液位，液位 異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元發(fā)送報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點儲油罐防盜報警器，其特征在于所述的報警通道 單元設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元和SIM卡連接，另設(shè)有三極管Ql與GPRS芯片的LIGHT 腳連接，Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點儲油罐防盜報警器，其特征在于所述模擬量處理 單元，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的直流放大電路，采集電流信 號或電壓信號后通過繼電器切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點儲油罐防盜報警器，其特征在于所述數(shù)字量處理 單元，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理器單元連接，輸出與多個繼電器連接構(gòu) 成多種輸入輸出方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點儲油罐防盜報警器，其特征在于所述通訊接口單 元設(shè)有RS232芯片和CAN芯片，分別與處理器單元連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油田站點儲油罐防盜報警器，設(shè)一處理器單元分別與通訊接口單元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理單元連接，模擬量處理單元和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元發(fā)送報警信號。本發(fā)明的優(yōu)點是能實時有效對現(xiàn)場的儲油罐液位進行全天24小時不間斷監(jiān)測，用戶在遠程監(jiān)控中心通過動畫畫面實時監(jiān)控油罐液位的變化情況，在發(fā)生盜油現(xiàn)象時自動給出報警提示。
文檔編號B65D90/22GK102069980SQ20111004274
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者劉世平, 劉曙光, 文健, 王濤, 王立軍, 董欣運, 鄧衛(wèi)東, 陳德智 申請人:上海江潤石油科技有限公司