基本信息
- 项目名称：
- 油井气体压力无线监测系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 油井工作平台的操作与维护常常需要在户外条件下进行，其工作环境给油井平台工作人员的对仪器的操作带来很多不便。对油井平台的操作需要严格的安全保证，这不仅体现在需要对油井的各种工作参数和工作状态进行严格定期的测量与检查，还体现在在敏感高危场合进行仪器检查和测量的复杂度和危险性。为此，为了降低这种在野外高危环境下测量的复杂度和危险性，我们开发了本油井气体压力检测系统。
- 详细介绍：
- 上位机手持仪表以ARM内核的STM32作为处理器，主要通过TFT液晶触摸屏实现对系统界面的显示以及对系统的指令操作。 下位机压力检测仪器以MSP430作为处理器，使用了工业用半双工无线模块使用Modbus通信协议进行信息及指令传输。 传感器仿真信号源完全模拟实际使用的工业用油井专用气体压力传感器的信号输出，在保证了演示的客观性的同时降低了系统的成本。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 创新点： 1．上下位机采用无线方式通信，使信息的采集更加快捷和方便，测试人员可以乘坐移动工具在短时间内完成对多个油井的气体压力信息进行检测。 2．上位机采用STM32单片机作为主芯片，作为 ARM最新的Cortex-M3内核的32位处理器，其强大的处理能力和低至16位处理器的价格优势成为性价比最优的高端手持仪器处理芯片。 3．上位机大胆的采用了TFT彩色触摸屏，集显示与控制于一屏，具有丰富的人机交互界面和二次可扩展功能，可以针对不同的测量条件对上位机的控制界面作出调整，极大地满足了实际工程需要。 4．下位机的无线系统采用了高速定时开闭的工作方式，在不损失灵敏度的情况下最大程度的降低了其功耗，结合MSP430出色的低功耗性能，可以将下位机的功耗降到最低，减少了下位机的维护次数，降低了系统的维护成本。 关键技术： 1．MSP430控制技术。 2．STM32控制技术。 3．基于Modbus无线通信技术。 4．图像处理技术。 5．软件滤波技术。 6．开关电源技术。
科学性、先进性
- 现有的油井压力测量系统主要以RS_485等工控总线，需要与上位机有线连接才可以进行测量。这种测量方式受到了距离和接口的限制，在一定程度上对测试的灵活性及安全性产生了影响，并且不方便在短时间内实现对多个油井的测量。在现有的以无线模块作为主要上下位机信息传输的产品中往往上位机功能单一，可二次编程能力差，无法针对个别应用场合对功能按键作出相应的调整，在一定程度上限制了产品针对不同工作场合的适应性。本产品上下位机之间采用无线模块通信，大大简易了信息采集的过程，且利用上位机的强大的二次编程能力可以在工作环境改变的时候对上位机的工作界面作出及时调整，以适应不同的测试环境。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 手持仪表使用的是TFT彩色触摸屏，集显示与操作的功能于一体，省去了手持仪表上繁杂的按键，用功能灵活的操作界面简化了对系统的指令操作。 压力检测仪器依照工业控制测量仪器标准设计，考虑到工作环境对仪器的维护带来的不便，压力测量仪器着重在降低功耗方面加以优化，硬件上使用业界功耗最低的16位单片机MSP430，外部使用的发光LED在综合发光亮度的情况下使用了功耗较低的型号，软件上通过连续开闭功耗最大的无线模块在不影响仪器灵敏度的情况下最大程度的缩短无线模块的开启时间，并在系统无任务的情况下自动进入低功耗模式下待机，以上举措在压力检测系统正常工作的条件下大大降低了系统的功耗，令仪器的续航能力更强。另外，下位机的设计完全符合本质安全性的规定，确保了在油井平台环境工作的安全性。 市场分析和经济效益预测 根据我们对市场需求的分析，本作品在油井及其他分散式压力测量环境中具有很强的优势，凭借其强大的上位机处理能力及出色的整体稳定性相信会有广阔的市场空间。
同类课题研究水平概述
- 通过对国内市场同类产品的研究，本产品在功能，性能，可兼容性及性价比上都有突出的表现。 首先，在功能上，相比较国内多数产品的上位机的功能简单，结构单一的情况，本系统的上位机作出了很多人性化及模块化的功能突破。作为人机交互的平台，本系统上位机主要致力于实现人机交互的人性化及灵活性。丰富的信息管理， 灵活的信息检索，方便了对信息的操作。 其次，在性能上，下位机采用了MSP430作为主芯片以及无线模块的高速定时开闭工作模式，在不影响下位机响应速度的情况下，让下位的功耗降到了最低，减少了户外对下位机的维护次数，降低了维护成本，增强了系统稳定性。 再次，在可兼容性上，通过对各种类型的油井专用气体压力传感器的调研，本系统对两线式工作方式的传感器全面兼容，其设计标准完全符合行业工业标准，可以在不同工作场合兼容所有此类型的传感器。性价比上，上位机采用的是全新的ARM核的STM32 32位处理器，作为最为价廉的32位处理器，在上位机作出各种功能突破的同时，保证了上位机的低成本，让本系统的性价比更为突出。
