一种基于制造技术

本申请公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于Lora的油田现场仪表数据无线传输装置


[0001]本申请涉及现场仪表数据采集及无线传输领域，尤其涉及采用
Lora
的油田现场仪表数据采集和无线传输装置
。

技术介绍

[0002]目前现场仪表在油田应用中，有很多环境，监测点分散
、
距离上位机和监测中心远，条件不允许通过穿线管或挖管沟长距离布线，限制了现场仪表的安装应用，不得不采用无线传输技术，但是以往无线传输常采用
Zigbee、
蓝牙
、WIFI
等技术，而这些技术因传输距离和功耗，不便于长距离数据传输，且大部分应用工况下，还需要通过电缆供电，与传统的电缆数据传输相比，有所改进但也有无法克服的困难
。
[0003]随着物联网技术的发展，
Lora
无线传输技术因其优势，为物联网技术的发展提供了数据传输的强力支持，
Lora
无线传输技术也由于其强大的优势，包括超长距离
、
穿透性强
、
自主组网等，在物联网发展过程中被广泛使用
。
因此在油田现场仪表应用中，
Lora
无线传输技术因其强大的优势将会为现场仪表应用带来强大的支持
。
[0004]在油田工况复杂的环境以及其它工况复杂的环境中，装置可能无法获得外部电源的输入，只能靠内部电池进行供电，需要频繁的进行更换电池，降低了数据传输的效率，因此需要降低装置的功耗，提高现场仪表数据长距离无线传输的稳定性与可靠性
。

技术实现思路

[0005]为了降低装置的功耗，提高现场仪表数据长距离无线传输的稳定性与可靠性，本申请提供一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置
。
[0006]本申请提供的一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置采用如下的技术方案：
[0007]一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置，包括壳体，所述壳体内设置有数据处理电路板，所述数据处理电路板上集成有：
[0008]Lora
通讯模块，用于将分析处理后的发送至上位机，接收上位机的工作信号；
[0009]数据处理
MCU
模块，所述数据处理
MCU
模块通过特定接口与所述
Lora
通讯模块连接，用于控制装置的运行状态；
[0010]低功耗电源管理模块，用于控制电源芯片，降低系统的功耗；
[0011]仪表数据采集电路模块，用于对油田现场的仪表数据进行采集，并输出采集到的数据；
[0012]仪表数据处理电路模块，用于对采集到的仪表数据进行滤波调幅处理，并输出处理后的数据；
[0013]上位机发出工作信号，所述
Lora
通讯模块接收上位机发出的信号，所述数据处理
MCU
模块接收到指令后，向所述低功耗电源管理模块发送使能信号，所述低功耗电源管理模块驱动所述仪表数据采集电路模块接收传感器传输的数据，所述仪表数据采集电路模块将
接收到的数据发送到所述仪表数据处理电路模块，所述仪表数据处理电路模块将接收到的数据进行滤波调幅等处理，将处理后的数据发送至所述数据处理
MCU
模块，所述数据处理
MCU
模块将数据传输至所述
Lora
通讯模块，所述
Lora
通讯模块将接收到的分析处理后的数据发送至上位机
。
[0014]优选的，所述
Lora
通讯模块包括
Lora
通用集成芯片以及
Lora
通讯天线，所述
Lora
通用集成芯片以及所述
Lora
通讯天线均集成在所述数据处理电路板上，所述
Lora
通讯模块将所述数据处理
MCU
模块处理后的仪表数据发送给主控单元；也可以通过接收单元将主控单元指令传达给所述数据处理
MCU
模块，根据不同指令，所述数据处理
MCU
模块切换不同模式
。
[0015]优选的，所述数据处理
MCU
模块主芯片可采用低功耗
STM32
芯片，也可采用其它处理单元，如
ARM
系列芯片，所述数据处理
MCU
模块通过特定接口和所述
Lora
通讯模块连接；
[0016]所述数据处理
MCU
模块通过所述低功耗电源管理模块激活所述仪表数据采集电路模块，采集完成对应通道数据后对数据编码，再通过所述
Lora
通讯模块将数据发送给上位机或其它监测单元；
[0017]所述数据处理
MCU
模块通过
485
芯片电路，还可以将采集具有
485
数据传输功能的外部数据，并通过所述
Lora
通讯模块发送给上位机或其它监测单元；
[0018]所述数据处理
MCU
模块还可以通过所述低功耗电源管理模块，使整个系统处于超低功耗模式中
。
[0019]优选的，所述低功耗电源管理单元包括电源芯片，所述低功耗电源管理单元通过控制所述电源芯片实现对电路的低功耗运行
。
[0020]优选的，所述电源芯片包括若干升压芯片，所述升压芯片将内部
3.3V
工作电压升压后进行输出，为现场仪表的提供工作电压，且可将输出电压升至
5V、12V/24V
，满足不同的现场仪表的供电需求
。
[0021]优选的，所述电源芯片还包括若干降压芯片，所述降压芯片可以将来自外部电池提供的
3.6V
电压，或者其他电源提供的5‑
12V
电压，转换为统一且稳定的
3.3V
内部电压
。
[0022]优选的，超低功耗运行模式，所述低功耗电源管理模块对所述降压芯片和所述升压芯片进行使能管理，即当上位机或监测单元不需要进行数据采集时，所述数据处理
MCU
模块通过所述低功耗电源管理模块取消芯片使能，使所述降压芯片和所述升压芯片处于休眠模式，节省不必要的功耗，同时也避免了现场仪表由于其它问题而引起的错误传输，引起上位机或其它监测单元误报警等；
[0023]当上位机或其它监测单元需要仪表数据时，上位机或其它监测单元通过所述
Lora
通讯模块发送唤醒信号，在所述数据处理
MCU
模块接收到唤醒信号后，首先使能所述降压芯片和所述升压芯片，使其处于工作状态，并通过所述仪表数据采集电路模块采集对应仪表数据，数据经过所述仪表数据处理电路模块处理后，所述数据处理
MCU
模块发送数据至上位机或其它监测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置，其特征在于：包括壳体
(1)
，所述壳体
(1)
内设置有数据处理电路板
(2)
，所述数据处理电路板
(2)
上集成有：
Lora
通讯模块
(3)
，用于将分析处理后的发送至上位机，接收上位机的工作信号；数据处理
MCU
模块
(4)
，所述数据处理
MCU
模块
(4)
通过特定接口与所述
Lora
通讯模块连接，用于控制装置的运行状态；低功耗电源管理模块
(5)
，用于控制电源芯片，降低系统的功耗；仪表数据采集电路模块
(6)
，用于对油田现场的仪表数据进行采集，并输出采集到的数据；仪表数据处理电路模块
(7)
，用于对采集到的仪表数据进行滤波调幅处理，并输出处理后的数据；上位机发出工作信号，所述
Lora
通讯模块
(3)
接收上位机发出的信号，所述数据处理
MCU
模块
(4)
接收到指令后，向所述低功耗电源管理模块
(5)
发送使能信号，所述低功耗电源管理模块
(5)
驱动所述仪表数据采集电路模块
(6)
接收传感器传输的数据，所述仪表数据采集电路模块
(6)
将接收到的数据发送到所述仪表数据处理电路模块
(7)
，所述仪表数据处理电路模块
(7)
将接收到的数据进行滤波调幅等处理，将处理后的数据发送至所述数据处理
MCU
模块
(4)
，所述数据处理
MCU
模块
(4)
将数据传输至所述
Lora
通讯模块
(3)
，所述
Lora
通讯模块
(3)
将接收到的分析处理后的数据发送至上位机
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置，其特征在于：所述
Lora
通讯模块
(3)
包括
Lora
通用集成芯片
(31)
以及
Lora
通讯天线
(32)
，所述
Lora
通用集成芯片
(31)
集成在所述数据处理电路板
(2)
上，所述
Lora
通讯天线
(32)
通过连接接头
(17)
安装在所述壳体
(1)
上，连接处设置有密封圈，所述
Lora
通讯模块
(3)
将所述数据处理
MCU
模块
(4)
处理后的仪表数据发送给主控单元；也可以通过接收单元将主控单元指令传达给所述数据处理
MCU
模块
(4)
，根据不同指令，所述数据处理
MCU
模块
(4)
切换不同模式
。3.
根据权利要求1所述的一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置，其特征在于：所述数据处理
MCU
模块
(4)
主芯片可采用低功耗
STM32
芯片，也可采用其它处理单元，如
ARM
系列芯片，所述数据处理
MCU
模块
(4)
通过特定接口和所述
Lora
通讯模块
(3)
连接；所述数据处理
MCU
模块
(4)
通过所述低功耗电源管理模块
(5)
激活所述仪表数据采集电路模块
(6)
，采集完成对应通道数据后对数据编码，再通过所述
Lora
通讯模块
(3)
将数据发送给上位机或其它监测单元；所述数据处理
MCU
模块
(4)
通过
485
芯片电路，还可以将采集具有
485
数据传输功能的外部数据，并通过所述
Lora
通讯模块
(3)
发送给上位机或其它监测单元；所述数据处理
MCU
模块
(4)
还可以通过所述低功耗电源管理模块
(5)
，使整个系统处于超低功耗模式中
。4.
根据权利要求1所述的一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线传输装置，其特征在于：所述低功耗电源管理单元
(5)
包括电源芯片
(51)
，所述低功耗电源管理单元
(5)
通过控制所述电源芯片
(51)
实现对电路的低功耗运行
。5.
根据权利要求1所述的一种基于
Lora
的油田现场仪表数据无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：任国选，王翰，马泽龙，陈掌星，闫永海，车子萍，张京婧，金宜捷，
申请(专利权)人：南京美瑞数模科技有限公司，
类型：发明
国别省市：