一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)及其通訊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井勘探領(lǐng)域，具體涉及一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)及其通訊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，石油鉆錄井很多行業(yè)廠商推出了無(wú)線傳感器系統(tǒng)，但是很多傳感器系統(tǒng)組網(wǎng)方式復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)性差。不利于現(xiàn)場(chǎng)靈活施工的需要，同時(shí)使得石油鉆錄井現(xiàn)場(chǎng)的傳感器數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)某杀痉浅８摺?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)及其通訊方法，通過在無(wú)線傳感器從機(jī)部件設(shè)置第一無(wú)線收發(fā)模塊，在無(wú)線主機(jī)部件設(shè)置第二無(wú)線收發(fā)模塊。通過第一無(wú)線收發(fā)模塊與第二無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行無(wú)線通訊，能夠?qū)o(wú)線傳感器從機(jī)部件獲得的傳感器信號(hào)發(fā)送至無(wú)線主機(jī)部件，進(jìn)而發(fā)送至上位機(jī)；并可以將上位機(jī)對(duì)無(wú)線傳感器從機(jī)部件的命令通過第一無(wú)線收發(fā)模塊與第二無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送至傳感器，控制傳感器工作。本發(fā)明能夠方便靈活迅速的組建起無(wú)線傳感器采集網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集井場(chǎng)內(nèi)傳感器分布區(qū)域內(nèi)各檢測(cè)對(duì)象的信息，達(dá)到對(duì)目標(biāo)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為井場(chǎng)鉆錄井工作提供重要依據(jù)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，該傳感器系統(tǒng)包含:
多個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件，每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件包含第一無(wú)線收發(fā)模塊；多個(gè)無(wú)線主機(jī)部件，每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件分別與多個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件進(jìn)行通訊；每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件包含第二無(wú)線收發(fā)模塊；
上位機(jī)，與多個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件連接。
[0005]優(yōu)選地，每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件還包含:
傳感器；
信息處理模塊，所述信息處理模塊分別與所述傳感器、第一無(wú)線收發(fā)模塊連接。
[0006]優(yōu)選地，所述第一無(wú)線收發(fā)模塊包含:
第一數(shù)據(jù)仲裁模塊，與所述信息處理模塊連接；
從機(jī)用第一頻段處理電路，與所述第一數(shù)據(jù)仲裁模塊連接；
從機(jī)用第二頻段處理電路，與所述第一數(shù)據(jù)仲裁模塊連接；
第一頻段從機(jī)天線，與所述從機(jī)用第一頻段處理電路連接；
第二頻段從機(jī)天線，與所述從機(jī)用第二頻段處理電路連接。
[0007]優(yōu)選地，每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件還包含:
數(shù)據(jù)處理模塊，分別與所述第二無(wú)線收發(fā)模塊、上位機(jī)的輸入端連接。
[0008]優(yōu)選地，所述第二無(wú)線收發(fā)模塊包含: 第二數(shù)據(jù)仲裁模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接；
主機(jī)用第一頻段處理電路，與所述第二數(shù)據(jù)仲裁模塊連接；
主機(jī)用第二頻段處理電路，與所述第二數(shù)據(jù)仲裁模塊連接；
第一頻段主機(jī)天線，與所述主機(jī)用第一頻段處理電路連接；
第二頻段主機(jī)天線，與所述主機(jī)用第二頻段處理電路連接。
[0009]優(yōu)選地，
每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件的所述第一頻段從機(jī)天線與每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件的第一頻段主機(jī)天線進(jìn)行通訊；
每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件的所述第二頻段從機(jī)天線與每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件的第二頻段主機(jī)天線進(jìn)行通訊。
[0010]一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的通訊方法，其特點(diǎn)是，該方法包含: 當(dāng)多個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件分別獲取實(shí)時(shí)傳感器信息時(shí)，每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件將獲取井場(chǎng)的傳感器信息處理后通過第一頻段從機(jī)天線、第二頻段從機(jī)天線發(fā)送至所有空閑的所述無(wú)線主機(jī)部件中，對(duì)應(yīng)的所述無(wú)線主機(jī)部件將獲取的傳感器信息發(fā)送至所述上位機(jī)。
[0011 ] 當(dāng)所述上位機(jī)需要發(fā)送命令至一個(gè)或多個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件時(shí)，該上位機(jī)控制一個(gè)或多個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件發(fā)送命令數(shù)據(jù)至所有的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件中，根據(jù)命令數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件完成動(dòng)作。
[0012]當(dāng)有新的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件接入該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)時(shí)，該無(wú)線傳感器從機(jī)部件發(fā)送從機(jī)接入系統(tǒng)消息至該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的所有無(wú)線主機(jī)部件中，任何空閑的所述無(wú)線主機(jī)部件獲取上述從機(jī)接入系統(tǒng)消息并發(fā)送至所述上位機(jī)。
[0013]當(dāng)有新的所述無(wú)線主機(jī)部件接入該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)時(shí)，所述上位機(jī)獲取該無(wú)線主機(jī)部件發(fā)送的主機(jī)接入系統(tǒng)信息，該上位機(jī)根據(jù)獲取的主機(jī)接入系統(tǒng)信息判斷并設(shè)置是否將該無(wú)線主機(jī)部件接入井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)中。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)多個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件分別獲取實(shí)時(shí)傳感器信息時(shí)，包含如下步驟:
Si，每個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件獲取相應(yīng)的傳感器信息，提取該傳感器信息包含的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件的從機(jī)地址；
S2，該無(wú)線主機(jī)部件與所述上位機(jī)通訊，所述數(shù)據(jù)處理模塊查找所述上位機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集表，根據(jù)獲取的上述從機(jī)地址判斷是否需要接受該無(wú)線傳感器從機(jī)部件100的傳感器信息；需要時(shí)，跳轉(zhuǎn)至步驟S3，不需要時(shí)，該無(wú)線主機(jī)部件200屏閉該傳感器數(shù)據(jù)；
S3，該無(wú)線主機(jī)部件解析獲取對(duì)應(yīng)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件的傳感器信息中的傳感器數(shù)據(jù)，并將該傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機(jī)，結(jié)束。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)所述上位機(jī)需要發(fā)送命令至一個(gè)或多個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件時(shí)，包含如下步驟:
Al，所述上位機(jī)根據(jù)其內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)采集表，控制一個(gè)或多個(gè)所述無(wú)線主機(jī)部件發(fā)送命令數(shù)據(jù)所有的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件中；
A2，每個(gè)所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件獲取并解析該命令數(shù)據(jù)中的從機(jī)地址，判斷該從機(jī)地址是否與該無(wú)線傳感器從機(jī)部件自身的從機(jī)地址相匹配；匹配時(shí)，跳轉(zhuǎn)至步驟A3 ;不匹配時(shí)，該無(wú)線傳感器從機(jī)部件忽略該命令數(shù)據(jù)；
A3，所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件根據(jù)獲取的命令數(shù)據(jù)，執(zhí)行該命令數(shù)據(jù)中要求完成的任務(wù)。
[0016]優(yōu)選地，當(dāng)有新的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件接入該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)時(shí)，包含如下步驟:
BI,新的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件發(fā)送從機(jī)接入系統(tǒng)消息格式為@+從機(jī)地址+傳感器數(shù)據(jù)+*的信息至所有的無(wú)線主機(jī)部件中；
B2，所有空閑的所述無(wú)線主機(jī)部件獲取上述從機(jī)接入系統(tǒng)消息，提取其中的從機(jī)地址發(fā)送至所述上位機(jī)；
B3，所述上位機(jī)查找上述從機(jī)地址是否存在于其內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集表中；存在時(shí)，跳轉(zhuǎn)至步驟B4 ;不存在時(shí)，阻止該無(wú)線傳感器從機(jī)部件接入該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，結(jié)束；
B4，所述上位機(jī)設(shè)置該無(wú)線傳感器從機(jī)部件接入該井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)中，更新數(shù)據(jù)采集表，并根據(jù)更新后的數(shù)據(jù)采集表控制與該新的所述無(wú)線傳感器從機(jī)部件通訊的所述無(wú)線主機(jī)部件發(fā)送命令至該無(wú)線傳感器從機(jī)部件。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)及其通訊方法，能夠快速地實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器系統(tǒng)的井場(chǎng)組網(wǎng)和通訊。通過設(shè)置兩個(gè)頻段分別組網(wǎng)，能夠保證通訊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)仲裁模塊的存在，可以保證數(shù)據(jù)的唯一性。根據(jù)無(wú)線傳感器從機(jī)部件和無(wú)線主機(jī)部件的特性，可以靈活的組網(wǎng)，使得各個(gè)井場(chǎng)之間的部件具有互換性；提高了石油鉆錄現(xiàn)場(chǎng)的工作效率，降低了工作成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的無(wú)線傳感器從機(jī)部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的無(wú)線主機(jī)部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖之一。
[0022]圖5為本發(fā)明一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0024]如圖1所示，一種具有無(wú)線通訊功能的井場(chǎng)傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)包含:多個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件100、多個(gè)無(wú)線主機(jī)部件200及上位機(jī)300。
[0025]其中，每個(gè)無(wú)線主機(jī)部件200分別與多個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件100進(jìn)行通訊；上位機(jī)300與多個(gè)無(wú)線主機(jī)部件200連接。
[0026]如圖2所示，每個(gè)無(wú)線傳感器從機(jī)部件100包含:第一無(wú)線收發(fā)模塊110、傳感器120、信息處理模塊130。信息處理模塊130分別與傳感器120、第一無(wú)線收發(fā)模塊110連接。
[0027]如圖2所示，第一無(wú)線收發(fā)模塊110包含:第一數(shù)據(jù)仲裁模塊111、從機(jī)用第一頻段處理電路112、從機(jī)用第二頻段處理電路113、第一頻段從機(jī)天線114及第二頻段從機(jī)天線115。其中，第一數(shù)據(jù)仲裁模塊111與