專利名稱：針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綜合錄井儀端口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集及傳輸領(lǐng)域，特別是一種基于ARM單 片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，能夠確保大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、及時(shí)、安全的采集及傳輸。
背景技術(shù)：
石油井場分布在野外，且較零散，環(huán)境惡劣，網(wǎng)絡(luò)通信和交通條件較差。在石油鉆 井的過程中，有大量的寶貴數(shù)據(jù)產(chǎn)生，特別是綜合錄井儀采集的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兪?石油鉆井地質(zhì)預(yù)報(bào)、工程預(yù)報(bào)、地質(zhì)分析、單井評價(jià)，區(qū)域評價(jià)的數(shù)據(jù)源。如果將它們實(shí)時(shí) 遠(yuǎn)程傳輸?shù)交刂行?，那么基地端的各類專家和高性能的設(shè)備等優(yōu)越條件將對井場二次預(yù) 警、問題診斷、解決方案制定、風(fēng)險(xiǎn)控制，以及科學(xué)研究都有很重要的作用，因此有必要研制 一種針對綜合錄井儀的基于ARM單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀。ARM是嵌入式的一種內(nèi)核架構(gòu)，相當(dāng)于電腦的CPU;其實(shí)ARM單片機(jī)可以看做一個(gè) 完整的人，而ARM只是人的大腦而已。ARM (Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的 一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的精簡指令集計(jì)算機(jī)處理器、相關(guān)技術(shù)及 軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。適用于多種領(lǐng)域，比如嵌入工業(yè)控制、數(shù) 據(jù)通信、消費(fèi)/教育類多媒體、DSP和移動(dòng)式應(yīng)用等。ARM公司提供一系列內(nèi)核、體系擴(kuò)展、 微處理器和系統(tǒng)芯片方案。由于所有產(chǎn)品均采用一個(gè)通用的軟件體系，所以相同的軟件可 在所有產(chǎn)品中運(yùn)行。典型的產(chǎn)品有ARM7 小型、快速、低能耗、集成式RISC內(nèi)核，用于移動(dòng) 通信；ARM7TDMI (Thumb)將ARM7指令集同Thumb擴(kuò)展組合在一起，以減少內(nèi)存容量和系統(tǒng) 成本，該產(chǎn)品的典型用途是數(shù)字蜂窩電話和硬盤驅(qū)動(dòng)器；ARM9TDMI 采用5階段管道化ARM9 內(nèi)核，同時(shí)配備Thumb擴(kuò)展、調(diào)試和Harvard總線，常用于連網(wǎng)和頂置盒。目前，針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及傳輸，一般將采集和傳輸軟件安裝運(yùn)行 在工控機(jī)上來實(shí)現(xiàn)，例如作者為“吳正平”，文獻(xiàn)來源為“自動(dòng)化儀表”，出版日期為1999年 第6期的中國期刊文件，其中公開了一篇題名為“綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集程序設(shè)計(jì)”的期刊 文件，其內(nèi)容涉及介紹如何用Microsoft Visual C++來設(shè)計(jì)綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集程序， 具體介紹了綜合錄井儀的硬件構(gòu)成及用Microsoft Visual C++來設(shè)計(jì)綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí) 采集程序的主要步驟和子程序，但將上述軟件安裝在工控機(jī)上，具有價(jià)格高、體積大、重量 重、容易感染病毒、操作相對復(fù)雜的缺點(diǎn)；但從來沒有將ARM單片機(jī)應(yīng)用到此領(lǐng)域中，并改 變上述工控機(jī)的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于ARM單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸 儀，能夠確保大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、及時(shí)、安全的采集及傳輸，滿足基地端對錄井實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)的需求；同時(shí)，本發(fā)明體積小，成本低廉，重量輕，不易感染病毒，操作簡單。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于包括ARM單片機(jī)；在所述ARM單片機(jī)上加載有采集井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)警的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集井 場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊，與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上 報(bào)模塊連接，并接收井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果，以及接收井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的消息中間件子節(jié) 點(diǎn)，與所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)連接并接收由消息中間件子節(jié)點(diǎn)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包的消息中 間件父節(jié)點(diǎn)，消息中間件父節(jié)點(diǎn)連接基地端，所述數(shù)據(jù)包包括井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警結(jié)果和井 場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)和消息中間件父節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)傳輸通道傳輸數(shù)據(jù)，所述 傳輸通道為衛(wèi)星通信。所述ARM單片機(jī)，包括電路板，為電路板提供電源的電源開關(guān)和外殼，所述電路板 上集成有ARM芯片、RS232串行口和至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，在ARM單片機(jī)上設(shè)置有嵌入式操作 系統(tǒng)和用于人機(jī)交互和展示的觸摸屏。所述電路板上集成有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，其中一個(gè)用于與基地端的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布端口連 接，另一個(gè)與綜合錄井儀采集機(jī)連接。所述RS232串行口與綜合錄井儀采集機(jī)連接。所述嵌入式操作系統(tǒng)包括Windows CE或Linux。所述ARM芯片是精簡指令集計(jì)算機(jī)的處理器。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集來自于井場綜合錄井儀的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，解 析成標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)并發(fā)送到所述消息中問件供遠(yuǎn)程傳輸?shù)交?，并根?jù)預(yù)警配置信息和井 場采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對異常工況進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。所述井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊是，將井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與報(bào)表資料轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳 輸格式，基于底層企業(yè)級消息平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到基地專業(yè)數(shù)據(jù)庫的寫入，還包括報(bào)表資料的 錄入、井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充錄入及數(shù)據(jù)查詢和審核上報(bào)。所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)，用于將人工錄入或遷移導(dǎo)入的各類井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí) 采集的井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主動(dòng)發(fā)送，包括系統(tǒng)設(shè)置模塊、用于數(shù)據(jù)斷點(diǎn)進(jìn)行續(xù)傳的斷點(diǎn)續(xù)傳模 塊、用于數(shù)據(jù)加密處理的數(shù)據(jù)加密模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊和消息隊(duì)列設(shè)置模 塊，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括IP地址設(shè)置模塊、傳輸通道設(shè)置模塊、緩沖池設(shè)置模塊，分別實(shí) 現(xiàn)井場端IP地址、傳輸通道和緩沖池大小的設(shè)置或選擇，所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3 個(gè)消息隊(duì)列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列。所述基地端的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，安裝運(yùn)行在基地中心的服務(wù)器上，包括子節(jié)點(diǎn) 管理模塊、數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、消息隊(duì)列設(shè)置模塊；子節(jié)點(diǎn)管理模塊負(fù)責(zé)消息 中間件子節(jié)點(diǎn)的配置管理，數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包大小、優(yōu)先級的設(shè)置，數(shù)據(jù)解密模塊 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的解密功能；這些模塊獨(dú)立運(yùn)行，將相關(guān)信息配置以保障消息數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確 傳輸；所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3個(gè)消息隊(duì)列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì) 列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在1、本發(fā)明采用“在所述ARM單片機(jī)上加載有采集井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)警的實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊，與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 與預(yù)警模塊和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊連接，并接收井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果，以及接收井 場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的消息中間件子節(jié)點(diǎn)，與所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)連接并接收由消息中間件子節(jié) 點(diǎn)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，消息中間件父節(jié)點(diǎn)連接基地端，所述數(shù)據(jù)包包括井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警結(jié)果和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)和消息中間件父節(jié)點(diǎn) 之間經(jīng)傳輸通道傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸通道為衛(wèi)星通信”這樣的技術(shù)方案，將針對綜合錄井儀 的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、預(yù)警及傳輸一塊集成到ARM單片機(jī)上，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的集成到 工控機(jī)上，具有價(jià)格低，體積小，重量輕，操作簡單，不易感染病毒、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，同 時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及預(yù)警模塊可實(shí)現(xiàn)對多種綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及預(yù)警功能，傳輸 通道確保了井場端與基地端的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的完整、穩(wěn)定、可靠、及時(shí)、安全的傳輸，特別是 采用衛(wèi)星通信方式傳輸，尤其適用于通信基站不能覆蓋的井場所在區(qū)域，并且所傳輸?shù)囊?頻信息效果非常好。2、本發(fā)明中，針對有的綜合錄井儀采集軟件的數(shù)據(jù)接口采用串口發(fā)布到外界，因 此本發(fā)明采用的RS232串行口能實(shí)現(xiàn)與綜合錄井儀采集機(jī)的連接，并捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；而針 對有的綜合錄井儀采集軟件的數(shù)據(jù)接口采用TCP/IP協(xié)議方式發(fā)布到外界，因此本發(fā)明采 用的其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口能實(shí)現(xiàn)與綜合錄井儀采集機(jī)連接，并捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；本發(fā)明采用的 Windows CE操作系統(tǒng)，非常緊湊有效，拋棄了運(yùn)行在它們之上的特定的應(yīng)用程序所不需要 的各種功能，作為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)非常方便實(shí)用；觸摸屏實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備的交互及展示功能，如 井號等參數(shù)配置；電源開啟后，便開展數(shù)據(jù)采集及傳輸工作；外殼增加了設(shè)備的穩(wěn)固性和 美觀性，采用上述結(jié)構(gòu)的本ARM單片機(jī)體積小，重量輕，成本低，嵌入式系統(tǒng)不易感染病毒， 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；用戶只需操作電源開關(guān)，操作非常簡單。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中圖1為本發(fā)明的邏輯構(gòu)成2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明包括ARM單片機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警軟件、數(shù)據(jù)傳輸軟件。 ARM單片機(jī)由電路板、ARM芯片、RS232串行口、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口、嵌入式操作系統(tǒng)、觸摸屏、電 源開關(guān)和外殼構(gòu)成；ARM芯片、RS232串行口、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口都集成在電路板上；單片機(jī)硬件 之上為Windows CE的嵌入式操作系統(tǒng)；再向上為加載的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)傳 輸軟件。實(shí)施例2如圖2所示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集進(jìn)程啟動(dòng)，首先從綜合錄井儀的端口捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流， 接著解析成統(tǒng)一格式，并填充到預(yù)警處理進(jìn)程，根據(jù)預(yù)警門限值和預(yù)警公式生成預(yù)警結(jié)果， 然后將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果發(fā)送到消息中間件子節(jié)點(diǎn)以傳輸；整個(gè)流程反復(fù)循環(huán)，即實(shí)現(xiàn) 了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與預(yù)警功能；最后消息中間件子節(jié)點(diǎn)利用不同的傳輸通道傳輸?shù)交?端，如果傳輸通道異常，則實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)緩存，待傳輸通道正常后，利用斷點(diǎn)續(xù)傳功能將數(shù) 據(jù)傳輸?shù)交囟恕?shí)施例3作為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式，本發(fā)明包括ARM單片機(jī)；在所述ARM單片機(jī)上加載有采集井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)警的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的井場業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)上報(bào)模塊，與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊連接，并接收井 場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果，以及接收井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的消息中間件子節(jié)點(diǎn)，與所述消息中間件 子節(jié)點(diǎn)連接并接收由消息中間件子節(jié)點(diǎn)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，消息中間 件父節(jié)點(diǎn)連接基地端，所述數(shù)據(jù)包包括井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警結(jié)果和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述消息 中間件子節(jié)點(diǎn)和消息中間件父節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)傳輸通道傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸通道為衛(wèi)星通信。 所述ARM單片機(jī)，包括電路板，為電路板提供電源的電源開關(guān)和外殼，所述電路板上集成有 ARM芯片、RS232串行口和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，其中一個(gè)用于與基地端的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布端口連接，另 一個(gè)與綜合錄井儀采集機(jī)連接。在ARM單片機(jī)上設(shè)置有嵌入式操作系統(tǒng)和用于人機(jī)交互和 展示的觸摸屏。所述RS232串行口與綜合錄井儀采集機(jī)連接。所述嵌入式操作系統(tǒng)包括 Windows CE或Linux。所述ARM芯片是精簡指令集計(jì)算機(jī)的處理器。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù) 警模塊，采集來自于井場綜合錄井儀的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，解析成標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)并發(fā)送到所述 消息中間件供遠(yuǎn)程傳輸?shù)交兀⒏鶕?jù)預(yù)警配置信息和井場采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對異常工況 進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。所述井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊是，將井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與報(bào)表資料轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn) 的數(shù)據(jù)傳輸格式，基于底層企業(yè)級消息平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到基地專業(yè)數(shù)據(jù)庫的寫入，還包括報(bào) 表資料的錄入、井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充錄入及數(shù)據(jù)查詢和審核上報(bào)。所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)， 用于將人工錄入或遷移導(dǎo)入的各類井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)采集的井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主動(dòng)發(fā)送，包 括系統(tǒng)設(shè)置模塊、用于數(shù)據(jù)斷點(diǎn)進(jìn)行續(xù)傳的斷點(diǎn)續(xù)傳模塊、用于數(shù)據(jù)加密處理的數(shù)據(jù)加密 模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊和消息隊(duì)列設(shè)置模塊，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括IP地址 設(shè)置模塊、傳輸通道設(shè)置模塊、緩沖池設(shè)置模塊，分別實(shí)現(xiàn)井場端IP地址、傳輸通道和緩沖 池大小的設(shè)置或選擇，所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3個(gè)消息隊(duì)列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列、業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列。所述基地端的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，安裝運(yùn)行在基地 中心的服務(wù)器上，包括子節(jié)點(diǎn)管理模塊、數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、消息隊(duì)列設(shè)置模 塊；子節(jié)點(diǎn)管理模塊負(fù)責(zé)消息中間件子節(jié)點(diǎn)的配置管理，數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包大小、 優(yōu)先級的設(shè)置，數(shù)據(jù)解密模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的解密功能；這些模塊獨(dú)立運(yùn)行，將相關(guān)信息配置 以保障消息數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確傳輸；所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3個(gè)消息隊(duì)列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 接收隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列。所述傳輸通道，包括有線和無線方式，其 中有線方式為ADSL方式，無線方式包括GPRS、CDMA、3G或衛(wèi)星通信。實(shí)施例4一種針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，包括ARM單片機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與 預(yù)警軟件、數(shù)據(jù)傳輸軟件。錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)傳輸軟件加載到ARM單片機(jī)上運(yùn) 行；錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集程序和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)程序分別將采集到的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包主動(dòng) 發(fā)送到井場端的消息中間件子節(jié)點(diǎn)，然后將數(shù)據(jù)包通過傳輸通道傳輸?shù)交囟说南⒅虚g 件父節(jié)點(diǎn)，然后發(fā)送到基地端，從而實(shí)現(xiàn)井場端與基地端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可靠、穩(wěn)定、及時(shí)、安全 的采集與傳輸。所述ARM單片機(jī)，包括電路板、ARM芯片、RS232串行口、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口、嵌入式操 作系統(tǒng)、觸摸屏、電源開關(guān)和外殼。ARM芯片、RS232串行口、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口都集成在電路板 上；ARM芯片是精簡指令集計(jì)算機(jī)的處理器；有的綜合錄井儀采集軟件的數(shù)據(jù)接口采用串 口發(fā)布到外界，因此利用單片機(jī)的RS232串行口實(shí)現(xiàn)與綜合錄井儀采集機(jī)的連接捕獲實(shí)時(shí)
7數(shù)據(jù)；有的綜合錄井儀采集軟件的數(shù)據(jù)接口采用TCP/IP協(xié)議方式發(fā)布到外界，因此利用單 片機(jī)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口實(shí)現(xiàn)與綜合錄井儀采集機(jī)的連接捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口作為 與基地端的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布端口 ；嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、Linux等，它們通常被設(shè)計(jì)非常 緊湊有效，拋棄了運(yùn)行在它們之上的特定的應(yīng)用程序所不需要的各種功能，嵌入式操作系 統(tǒng)多數(shù)也是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，根據(jù)需要我們選擇了 Windows CE的操作系統(tǒng)；觸摸屏實(shí)現(xiàn)人與 設(shè)備的交互及展示功能，如井號等參數(shù)配置；電源開啟后，便開展數(shù)據(jù)采集及傳輸工作；外 殼增加設(shè)備的穩(wěn)固性和美觀性。ARM單片機(jī)的尺寸為20cm*20cm*5cm，重量為200g，價(jià)格為人民幣1000元左右；嵌
入式系統(tǒng)不易感染病毒，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；用戶只需操作電源開關(guān)，操作非常簡單。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警軟件，采集來自于井場綜合錄井儀的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，解 析成標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)并發(fā)送到消息中間件供遠(yuǎn)傳傳輸?shù)交?。同時(shí)，采集系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)警配 置信息和井場采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對異常工況進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。本系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和 預(yù)警兩大功能，涵蓋“主控制臺”、“基礎(chǔ)配置”、“數(shù)據(jù)格式解析配置”、“預(yù)警門限值配置”、“預(yù) 警經(jīng)驗(yàn)公式配置”、“預(yù)警參數(shù)配置”、“系統(tǒng)參數(shù)配置”模塊。所述數(shù)據(jù)傳輸軟件，是加載到單片機(jī)上的消息中間件，作為信息傳輸?shù)淖庸?jié)點(diǎn)，實(shí) 現(xiàn)將處理后統(tǒng)一格式的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包加密后可利用不同傳輸通道傳輸?shù)交囟说南?中間件父節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的完整、穩(wěn)定、可靠、及時(shí)、安全傳輸；若通信網(wǎng)絡(luò)異 常，數(shù)據(jù)保存到緩沖池中，待網(wǎng)絡(luò)正常后可實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳功能。其特征在于包括“系統(tǒng)設(shè) 置”、“斷點(diǎn)續(xù)傳”、“數(shù)據(jù)加密”、“數(shù)據(jù)傳輸”、“消息隊(duì)列設(shè)置”模塊。
權(quán)利要求
一種針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于包括ARM單片機(jī)；在所述ARM單片機(jī)上加載有采集井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)警的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊，與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊連接，并接收井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果，以及接收井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的消息中間件子節(jié)點(diǎn)，與所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)連接并接收由消息中間件子節(jié)點(diǎn)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，消息中間件父節(jié)點(diǎn)連接基地端，所述數(shù)據(jù)包包括井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)警結(jié)果和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)和消息中間件父節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)傳輸通道傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸通道為衛(wèi)星通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于所述 ARM單片機(jī)，包括電路板，為電路板提供電源的電源開關(guān)和外殼，所述電路板上集成有ARM 芯片、RS232串行口和至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，在ARM單片機(jī)上設(shè)置有嵌入式操作系統(tǒng)和用于人 機(jī)交互和展示的觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于所述 電路板上集成有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，其中一個(gè)用于與基地端的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布端口連接，另一個(gè)與綜 合錄井儀采集機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于 所述RS232串行口與綜合錄井儀采集機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于所述 嵌入式操作系統(tǒng)包括Windows CE或Linux。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于 所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集來自于井場綜合錄井儀的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，解析成標(biāo)準(zhǔn) 格式數(shù)據(jù)并發(fā)送到所述消息中間件供遠(yuǎn)程傳輸?shù)交?，并根?jù)預(yù)警配置信息和井場采集到 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對異常工況進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于 所述井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊是，將井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與報(bào)表資料轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸格式， 基于底層企業(yè)級消息平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到基地專業(yè)數(shù)據(jù)庫的寫入，還包括報(bào)表資料的錄入、井 場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充錄入及數(shù)據(jù)查詢和審核上報(bào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于 所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)，用于將人工錄入或遷移導(dǎo)入的各類井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)采集的井 場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主動(dòng)發(fā)送，包括系統(tǒng)設(shè)置模塊、用于數(shù)據(jù)斷點(diǎn)進(jìn)行續(xù)傳的斷點(diǎn)續(xù)傳模塊、用于數(shù) 據(jù)加密處理的數(shù)據(jù)加密模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊和消息隊(duì)列設(shè)置模塊，所述系 統(tǒng)設(shè)置模塊包括IP地址設(shè)置模塊、傳輸通道設(shè)置模塊、緩沖池設(shè)置模塊，分別實(shí)現(xiàn)井場端 IP地址、傳輸通道和緩沖池大小的設(shè)置或選擇，所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3個(gè)消息隊(duì) 列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征在于 所述基地端的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，包括子節(jié)點(diǎn)管理模塊、數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)解密模塊、 消息隊(duì)列設(shè)置模塊；子節(jié)點(diǎn)管理模塊負(fù)責(zé)消息中間件子節(jié)點(diǎn)的配置管理，數(shù)據(jù)包設(shè)置模塊 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包大小、優(yōu)先級的設(shè)置，數(shù)據(jù)解密模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的解密功能；將相關(guān)信息配置以 保障消息數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確傳輸；所述消息隊(duì)列設(shè)置模塊配置了 3個(gè)消息隊(duì)列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收隊(duì)列、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對綜合錄井儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，涉及綜合錄井儀端口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集及傳輸領(lǐng)域，包括ARM單片機(jī)；在所述ARM單片機(jī)上加載有采集井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)警的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊，采集井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊，與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警模塊和井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)模塊連接，并接收井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警結(jié)果，以及接收井場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的消息中間件子節(jié)點(diǎn)，與所述消息中間件子節(jié)點(diǎn)連接并接收由消息中間件子節(jié)點(diǎn)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包的消息中間件父節(jié)點(diǎn)，消息中間件父節(jié)點(diǎn)連接基地端。本發(fā)明體積小，成本低廉，重量輕，不易感染病毒，操作簡單。
文檔編號H04L29/08GK101964761SQ20101026457
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者吳大奎, 唐家瓊, 張輝, 李香華, 羅利, 邢會(huì)民, 韓永剛, 龍海濤 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司