本實(shí)用新型涉及變送器，尤其涉及一種油水井智能無(wú)線壓力變送器。

背景技術(shù)：

變送器是采油、輸油、輸汽管道等領(lǐng)域都要用的一類監(jiān)測(cè)儀表?，F(xiàn)有的應(yīng)用于采油、輸油、輸汽管道的大部分儀表均為有線儀表，需要現(xiàn)場(chǎng)挖溝布線，安裝使用極為不便?，F(xiàn)有技術(shù)中也有采用工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的，其能夠降低自動(dòng)化成本、提高自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用范圍，能夠解決布線困難、安裝維護(hù)成本高等問(wèn)題。在采油、輸油場(chǎng)合可以彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進(jìn)一步提高工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通訊性能。然而現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般都采用電池供電，電池僅能使用1年左右，之后就需要更換新的電池，一旦節(jié)點(diǎn)的電量耗盡系統(tǒng)將無(wú)法使用?，F(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，電池僅能使用1年左右，之后就需要更換新的電池。而一套工業(yè)系統(tǒng)、一套裝置通常都會(huì)使用若干年，因此需要采取各種有效的措施盡可能的延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)電池的使用壽命，減少電池的更換頻率。

此外，現(xiàn)有技術(shù)中的變送器還存在低溫環(huán)境下的數(shù)據(jù)顯示問(wèn)題。現(xiàn)有的無(wú)線壓力變送器，為了降低功耗大多采用的液晶顯示，由于液晶屏本身原理的原因，當(dāng)工作環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)(小于-20℃)，無(wú)法正常啟動(dòng)工作，而長(zhǎng)輸管道通常在室外，北方或者西部冬季溫度可以達(dá)到-30℃，從而造成節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法顯示。

無(wú)線壓力變送器是一種低功耗、具有無(wú)線通訊功能的智能儀表，儀表按照設(shè)定間隔時(shí)間上報(bào)數(shù)據(jù)，后臺(tái)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程儀表配置和數(shù)據(jù)查閱，上傳下發(fā)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的儀表通訊距離通常都在200米的范圍之類，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，有地形因素、遮擋因素、干擾因素，因此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與布置就非常關(guān)鍵，現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊故障的概率較高，斷網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)常有發(fā)生。稍微偏遠(yuǎn)一點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)通訊問(wèn)題尤其嚴(yán)重，而且由于經(jīng)常糾錯(cuò)重發(fā)，電池的耗電也非常嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種功耗小、校準(zhǔn)效率高的油水井智能無(wú)線壓力變送器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種油水井智能無(wú)線壓力變送器，包括殼體、天線、內(nèi)部組件和傳感器組件，所述天線位于殼體的側(cè)邊并與其固定連接，所述內(nèi)部組件位于殼體內(nèi)部并與其固定連接，所述傳感器組件位于殼體的一端并與其固定連接，所述殼體表面固定連接有顯示屏、接頭和面板LED燈，所述內(nèi)部組件包括供電部分、時(shí)鐘模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、無(wú)線通訊模塊、有線通訊模塊和壓力信號(hào)處理模塊，所述供電部分包括電池和電源模塊，所述電池和電源模塊電連接，所述電源模塊包括第一電源芯片和第二電源芯片，所述第一電源芯片分別與傳感器組件、無(wú)線通訊模塊、有線通訊模塊和面板LED燈電連接，所述第二電源芯片與顯示屏電連接。

進(jìn)一步的，所述有線通訊模塊包括RS232通訊模塊和RS485通訊模塊，所述RS232通訊模塊和RS485通訊模塊分別與中央處理器電連接。

進(jìn)一步的，所述壓力信號(hào)處理模塊包括信號(hào)處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述傳感器組件、信號(hào)處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和中央處理器依次電連接。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型有益效果為：

(1)本實(shí)用新型通過(guò)雙電源芯片進(jìn)行控制，分開(kāi)了采集、傳輸與顯示供電電路，可以在中央處理器休眠時(shí)候?qū)o(wú)需使用的模塊段電，從而降低功耗。并且將無(wú)線通訊模塊與顯示屏供電斷開(kāi)，能夠確保無(wú)線通訊模塊的信號(hào)強(qiáng)度。

(2)本實(shí)用新型通過(guò)在顯示屏上預(yù)設(shè)校準(zhǔn)點(diǎn)，調(diào)試人員只需要在顯示時(shí)依次將壓力平臺(tái)的壓力值調(diào)至相應(yīng)壓力即可按鍵進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)效率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中的功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中的電源模塊的功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中的工作軟件的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參看圖1、圖2和圖3，一種油水井智能無(wú)線壓力變送器，包括殼體1、天線2、內(nèi)部組件3和傳感器組件4，天線2位于殼體1的側(cè)邊并與其通過(guò)內(nèi)外螺紋配合固定連接，內(nèi)部組件3位于殼體1內(nèi)部并與其固定連接，傳感器組件4位于殼體1的一端并與其固定連接。

殼體1表面固定連接有顯示屏11、接頭12和面板LED燈13，其中顯示屏11采用密封膠水與殼體1粘接，能夠有效的起到防水作用?？尚械?，顯示屏11外端還可以設(shè)置有外屏，外屏可以是樹(shù)脂防水外屏幕，其通過(guò)密封膠粘接在殼體1上。在本實(shí)用新型的其他具體實(shí)施方式中，顯示屏11可以根據(jù)安裝地點(diǎn)的氣候進(jìn)行選擇采用普通LCD屏幕或者LED屏幕，當(dāng)安裝地點(diǎn)選擇在南方時(shí)采用普通的LCD屏幕，而當(dāng)在溫度較低的北方時(shí)則采用LED屏幕，這樣能夠避免在北方寒冷的氣候條件下，凍壞顯示屏，影響正常工作。接頭12則用于安裝該裝置。面板LED燈13采用密封膠水粘接在殼體1表面的安裝孔內(nèi)?？尚械?，顯示屏11采用數(shù)碼管或段碼液晶顯示，沒(méi)有復(fù)雜的顯示界面，為了方便調(diào)試人員高效率校準(zhǔn)，可以在中央處理器33的系統(tǒng)里預(yù)設(shè)校準(zhǔn)點(diǎn)，以5MPa為例，選用0、1、2、3、4、5、6MPa做為校準(zhǔn)點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)依次顯示上述壓力點(diǎn)，調(diào)試人員只需要在顯示時(shí)依次將壓力平臺(tái)的壓力值調(diào)至相應(yīng)壓力即可按鍵進(jìn)行校準(zhǔn)。全部校準(zhǔn)完成后系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力值，此時(shí)調(diào)試人員可以檢驗(yàn)壓力校準(zhǔn)的效果，校準(zhǔn)效率高。

此外，內(nèi)部組件3包括供電部分31、時(shí)鐘模塊32、中央處理器33、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊34、無(wú)線通訊模塊35、有線通訊模塊36和壓力信號(hào)處理模塊37，供電部分31包括電池311和電源模塊312。其中，電池311和電源模塊312電連接，電池311提供直流電源給中央處理器33和電源模塊312，電源模塊312為無(wú)線通訊模塊35、傳感器組件4提供合適的電源。在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體實(shí)施方式中，有線通訊模塊36包括RS232通訊模塊361和RS485通訊模塊362，RS232通訊模塊361和RS485通訊模塊362分別與中央處理器33電連接。RS232通訊模塊361和RS485通訊模塊362可以用來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)軟件的更新，內(nèi)部參數(shù)的設(shè)置。無(wú)線通訊模塊35用來(lái)將采集的壓力數(shù)據(jù)按約定的通訊協(xié)議定時(shí)上傳，接收上位機(jī)發(fā)送的指令。中央處理器33控制顯示屏11數(shù)據(jù)顯示與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。時(shí)鐘模塊32、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊34、無(wú)線通訊模塊35、有線通訊模塊36和壓力信號(hào)處理模塊37分別與中央處理器33電連接。

此外，電源模塊312包括第一電源芯片313和第二電源芯片314，第一電源芯片313分別與傳感器組件4、無(wú)線通訊模塊35、有線通訊模塊36和面板LED燈13電連接，第二電源芯片314與顯示屏11電連接?？尚械模姵?11采用3.3V的鋰電池供電，中央處理器33直接通過(guò)電池311供電。第一電源芯片313和第二電源芯片314采用MCP1253進(jìn)行供電。中央處理器33在休眠時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的所有器件斷電，在休眠模式先自主采集時(shí)值打開(kāi)第一電源芯片313的通電電路，在工作人員通過(guò)喚醒中央處理器33時(shí)，第二電源芯片314的通電電路，顯示屏11顯示傳感器組件實(shí)時(shí)測(cè)得的壓力值?？尚械?，顯示屏11顯示的最終數(shù)據(jù)可以通過(guò)信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理。通過(guò)雙電源芯片進(jìn)行控制，分開(kāi)了采集、傳輸與顯示供電電路。系統(tǒng)最低待機(jī)功耗為35uA，在程序設(shè)計(jì)中，做到了定時(shí)采集時(shí)間(0-255秒)可調(diào)方案，靈活分配采集時(shí)間間隔，方便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求調(diào)整采集方案，達(dá)到了降低功耗的目的。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體實(shí)施方式中，無(wú)線通訊模塊35可以采用2.4G ZigBee模塊與433M模塊兼容模式進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸。其可通過(guò)UART和SPI進(jìn)行控制通訊或升級(jí)模塊，支持簡(jiǎn)單的AT或API命令實(shí)現(xiàn)高級(jí)配置，大功率模塊支持最遠(yuǎn)1km無(wú)線傳輸。

可行的，傳感器組件4通過(guò)壓力傳感器采集管道壓力，壓力電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路濾波、放大等處理后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。壓力信號(hào)處理模塊37包括信號(hào)處理器371和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊372，傳感器組件4、信號(hào)處理器371、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊372和中央處理器33依次電連接。

此外，本實(shí)用新型可以通過(guò)如下方式設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)。包括上位機(jī)端程序和單片機(jī)端程序上位機(jī)端程序使用C#編程語(yǔ)言完成，單片機(jī)端的程序使用IAR嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)變送器核心系統(tǒng)。主要包括主程序顯示子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序RS-485通信子程序數(shù)據(jù)存取子程序數(shù)據(jù)收發(fā)子程序和設(shè)備配置子程序主程序是本設(shè)計(jì)的主體，整個(gè)變送器的功能實(shí)現(xiàn)都是在其中完成的。上述軟件的工作流程參看圖4。

以上所述，僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。