基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统技术方案

本发明专利技术属于井场数据传输技术领域，尤其涉及一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统。该种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统结构简单，数据传输速度快且保密性更强。一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统由地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块两部分构成；其中，地面数据中继采集模块包括有与井场中各设备一一通信连接的处理器单元、滤波电路以及调制电路；无人机数据采集模块包括有无人智能巡航机、以及解调电路、放大电路、峰值检测电路、数据传输控制电路、存储单元；调制电路与解调电路通过连续相位调制方式建立非接触式数据通信连接。

Non-contact Data Acquisition System for Wellsite Based on Unmanned Intelligent Cruise Aircraft

【技术实现步骤摘要】
基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统
该专利技术属于井场数据传输
，尤其涉及一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统。
技术介绍
随着科技水平的不断进步提高，近些年来不少的油气生产企业提出了油田建设智慧化、智能化的发展方向。其中作为数字油田的基础，油区井场的一级采集数据（井场各设备的温度、压力、电参、功图等数据信息）为后续油区预警、控制以及满足油田生产中的各项需求提供了最底层的数据支撑。然而专利技术人在研究过程中发现，现有的井场数据采集系统依然存在有诸多的缺陷。例如：一方面，现有井场数据采集系统架构复杂，其安装、维护成本居高不下，尤其对于废弃井以及低产量井而言，配置后势必导致井场入不敷出；另一方面，现有井场数据采集系统大多采用基站或公共数据网络实现采集数据的传输，其数据传输稳定性无法得到保证，且保密性较差，容易出现数据缺失甚至泄漏等严重问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，该种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统结构简单，数据传输速度快且保密性更强。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，所述基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统由地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块两部分构成；其中，地面数据中继采集模块包括有与井场中各设备一一通信连接的处理器单元、滤波电路以及调制电路；无人机数据采集模块包括有无人智能巡航机、以及挂载在无人智能巡航机上的解调电路、放大电路、峰值检测电路、数据传输控制电路、存储单元；所述调制电路与所述解调电路通过连续相位调制方式建立非接触式数据通信连接。优选的，所述滤波电路包括有低通滤波运算放大器；其中，低通滤波运算放大器的正极输入端通过第一限流电阻与处理器单元的数据输出端相连，低通滤波运算放大器的负极输入端通过第二限流电阻接地；低通滤波运算放大器的负极输入端与运算放大器的输出端之间还设置有比较器电阻。优选的，所述调制电路采用芯片型号为XR2206的函数发生器；其中，函数发生器的输入引脚与运算放大器的输出端相连，用以接收经滤波处理后的处理器单元采集所得井场中各设备的数据信息；函数发生器的第一定时电阻引脚、第二定时电阻引脚分别对地接有定时电阻相连接，函数发生器的第一定时电容引脚、第二定时电容引脚之间连接有定时电容；函数发生器的输入引脚输出调制信号。优选的，所述解调电路采用芯片型号为XR2211的单片锁相环；其中，单片锁相环的输入引脚收集调制电路发出的调制信号；单片锁相环的第一定时电容引脚、第二定时电容引脚之间连接有定时电容；单片锁相环的定时电阻引脚对地接有定时电阻；单片锁相环的数据输出引脚用于根据输入的调制信号解码得到解调信号。优选的，所述峰值检测电路中包括有一级运放器、二极管以及二级运放器；其中，一级运放器的正极输入端与解调电路的输出端相连接，一级运放器的输出端与二极管的正极端相连接，一级运放器的负极输入端与与二极管的负极端相连接；二级运放器的正极输入端与二极管的负极端相连接；二级运放器的负极输入端与二级运放器的输出端相连接。优选的，数据传输控制电路采用芯片型号为STC89C52的微型控制器；其中，微型控制器的数据输入引脚通过放大电路与解调电路的输出端相连接，微型控制器的外部中断引脚与峰值检测电路的输出端相连接，微型控制器的数据输出引脚与存储单元相连接。本专利技术提供了一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，该采集系统由地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块两部分构成，其中，地面数据中继采集模块包括有处理器单元、滤波电路以及调制电路；无人机数据采集模块包括有无人智能巡航机、以及挂载在无人智能巡航机上的解调电路、放大电路、峰值检测电路、数据传输控制电路、存储单元。具有上述结构特征的基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，其构造简单、操作方便，可应用于废弃井以及低产量井的井场数据采集、备份，实现数字化对井场设备状态的监控，为启停预警等操作提供帮助。附图说明图1为本专利技术提供的基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统的结构框图；图2为本专利技术滤波电路的电路示意图；图3为本专利技术调制电路的电路示意图；图4为本专利技术解调电路的电路示意图；图5为本专利技术峰值检测电路的电路示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，该种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统结构简单，数据传输速度快且保密性更强。如图1所示，一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统由两部分主体构造构成，分别是：地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块。地面数据中继采集模块布置于待监测的井场地面，用于中继采集井场各设备的数据信息。具体的，地面数据中继采集模块中包括有处理器单元、滤波电路以及调制电路。其中，处理器单元与井场中各设备一一通信连接，用于将井场中各设备的数据信息集中收集起来，而后传递至滤波电路进行滤波降噪处理。作为本专利技术的一种较为优选的实施方式，如图2所示，图2示出了一种滤波电路的电路示意图。具体的，滤波电路包括有低通滤波运算放大器LM2（用于进行同相低通滤波）。其中，该低通滤波运算放大器LM2的正极输入端通过第一限流电阻R21（第一限流电阻R21用于保护低通滤波运算放大器LM2的正极输入端）与处理器单元的数据输出端相连，低通滤波运算放大器LM2的负极输入端通过第二限流电阻R22（第二限流电阻R22用于保护低通滤波运算放大器的负极输入端）接地；低通滤波运算放大器LM2的负极输入端与运算放大器LM2的输出端之间还设置有比较器电阻Rz。而后将经滤波降噪处理后的井场各设备数据信息传递至调制电路处。如图3所示，图3示出了一种调制电路的电路示意图。调制电路采用芯片型号为XR2206的函数发生器。其中，XR2206是一种性能优良的单片集成函数发生器芯片，可用于产生高稳定度、高精度的正弦波、三角波和方波，并可通过调节占空比产生锯齿波和脉冲波，还可以通过外加电压的控制或相应的外围电路控制，来实现振幅调制和频率调制。其主要工作特性可描述为：a．电压电源10～26V；b．频率温度稳定性20ppm／℃；c．频率扫描范围2000：1；d．振荡频率为0．01Hz～lMHz；e．正弦波失真度0.5％；f．键控电平1.4V；g．正弦波输出阻抗600Ω；h．功耗≤750mW。具体的，函数发生器的输入引脚（FSKI端）与运算放大器LM2的输出端相连，用以接收经滤波处理后的处理器单元采集所得井场中各设备的数据信息；函数发生器的输入引脚（STO端）输出调制信号。而函数发生器的第一定时电阻引脚（TR1端）、第二定时电阻引脚（TR1端）分别对地接有定时电阻R31、定时电阻R32相连接，函数发生器的第一定时电容引脚（TC1端）、第二定时电容（TC2端）引脚之间连接有定时电容C31（定时电容C31电容值优选1000pF）；值得注意的是，当输入引脚输出带调制的井场中各设备的数据信息时，控制选择第一定时电阻引脚或第二定时电阻引脚介入压控振荡器以便改变振荡频率。例如：当输入引脚输入高电平时，第一定时电阻引脚的定时电阻接入压控振荡器，从而产生传号频率；当输入引脚输入低电平时，第二定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，其特征在于，所述基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统由地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块两部分构成；其中，地面数据中继采集模块包括有与井场中各设备一一通信连接的处理器单元、滤波电路以及调制电路；无人机数据采集模块包括有无人智能巡航机、以及挂载在无人智能巡航机上的解调电路、放大电路、峰值检测电路、数据传输控制电路、存储单元；所述调制电路与所述解调电路通过连续相位调制方式建立非接触式数据通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，其特征在于，所述基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统由地面数据中继采集模块与无人机数据采集模块两部分构成；其中，地面数据中继采集模块包括有与井场中各设备一一通信连接的处理器单元、滤波电路以及调制电路；无人机数据采集模块包括有无人智能巡航机、以及挂载在无人智能巡航机上的解调电路、放大电路、峰值检测电路、数据传输控制电路、存储单元；所述调制电路与所述解调电路通过连续相位调制方式建立非接触式数据通信连接。2.根据权利要求1所述的一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，其特征在于，所述滤波电路包括有低通滤波运算放大器；其中，低通滤波运算放大器的正极输入端通过第一限流电阻与处理器单元的数据输出端相连，低通滤波运算放大器的负极输入端通过第二限流电阻接地；低通滤波运算放大器的负极输入端与运算放大器的输出端之间还设置有比较器电阻。3.根据权利要求1所述的一种基于无人智能巡航机的井场非接触式数据采集系统，其特征在于，所述调制电路采用芯片型号为XR2206的函数发生器；其中，函数发生器的输入引脚与运算放大器的输出端相连，用以接收经滤波处理后的处理器单元采集所得井场中各设备的数据信息；函数发生器的第一定时电阻引脚、第二定时电阻引脚分别对地接有定时电阻相连接，函数发生器的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：代旭升，唐守忠，孟向明，李玺，赵坤，杜国栋，张建国，王刚，苗一青，郭海涛，罗胜壬，
申请(专利权)人：山东广域科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37