基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置制造方法及图纸

基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置，它涉及一种油田和矿业设施的智能监控系统。它克服了有线组网方式布线困难、难定位和排除故障点慢的缺陷，解决了便携式采集设备拆装时磨损严重、ＧＳＭ短信息的监测方式滞后、丢失等问题。它包括传感器模块、执行器模块、ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块、ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块、ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块和本地监控中心服务器。传感器模块采集被监控对象的位置和工作状态信息并转化为数据信息；数据信息通过ＺｉｇＢｅｅ无线通信网络传递到本地监控中心服务器；本地监控中心服务器产生对被监控对象的控制指令并通过ＺｉｇＢｅｅ无线通信网络传递回来，控制指令通过执行器模块施加到被监控对象上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种油田和矿业设施的智能定位和监控系统。宵私孜不随着世界科技和经济的高速发展，人们对生产现场各种资源信息的获取和控制倾向于自动化、智能化，特别是具有危险性、人力不方便触及、数量巨大的设备参数控制等方面。例如人们对石油的需求日益增大，石油资源又是一种不可再生的天然资源，加之油田企业各岗位原则上不增编的用人机制，在此种条件下如何确保油田企业安全、高效稳产是油田企业所面临的严峻现实。油田采油通常由油井、计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天然气罐以及油田的其它设施组成，整个釆油厂、矿、站各种生产设施的工作状态及其产品(如水、油、气等)的相应数据(如温度、压力、流量等)就直接关系到油田生产的稳定及安全，而这些重要数据目前大多由人工方式每日定时检查设备运行情况并测量、统计相关各生产数据，这种客观条件必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与生产数据的实时性，甚至准确性，同时存在疏漏、笔误和作假等隐患。目前，我国一些油田企业也采取一些通过诸如RS485总线形式的局域有线网、便携式采集设备的方式或以GSM短信息的方式达到对油井部分生产数据监测和统计之目的， 一定程度上解决了上述问题，但这些技术有较大的局限性。首先，油田各采油厂、矿、站需要监测的设备量较大，并相对分散，有线组网方式布线困难，灵活性差，建设成本高，而且出现网络故障时短时间内很难定位和排除故障点；其次，油田各采油厂、矿、站内通常都有大功率的电机、泵机甚至变电站，这些设备工作时所产生的千扰可直接侵入网络而导致有线网络瘫痪，严重时周边设备都不能正常工作；第三，有线网络对油田各设备的检修产生一定程度的障碍， 一旦维修人员维修时不小心可能导致有线网络的物理连接失效，使有线网络不能正常工作。至于便携式采集设备，其只能解决部分生产设备或数据的采集和监测问题，而且由于其采集时需要人工安装到相应生产设备上，将相应数据采集到便携式设备中，需要经常拆装，3无法连接的问题，并且将采集来的生产数据需要人工方式再上传至生产监测分析系统，仍然存在数据的实时性差和便携式设备丢失等问题；采用短消息的方式也存在上述问题；如专利号为ZL02238313. 1的油田生产设备无线监控管理系统，其基于全球通(GSM)的短消息(SMS)或无线分组网(GPRS)通信方式实现的仅是对油井设备的监控，虽然解决了油田井口一些设备的监控问题，但仍然存在短消息滞后、丢失、GPRS掉线等通信受阻问题，其通信设备相对于ZigBee模块成本高、还需长期缴纳信息服务费，该系统的实时性、可靠性和控制的安全性差。传感器技术是一种自动检测技术，被广泛应用于工业自动检测领域；ZigBee(802. 15.4协议)技术是一种新一代的短距离双向无线通信技术，具有低成本(免执照频段、免专利协议)、低功耗(省电)、网络容量大、安全性高、抗干扰力强、网络自愈力强的特点，二者融合并辅以相应控制器可克服以上组网方式或系统的局限性，彻底实现油田信息的智能化监测和控制。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置，以克服油田企业目前采用的局域有线组网方式布线困难、灵活性差、建设成本高、出现网络故障时短时间内很难定位和排除故障点、设备工作时所产生的干扰以及维修人员维修时的不小心都可能导致有线网络不能正常工作的缺陷；还克服了便携式采集设备需要经常与相应生产设备拆装所出现的接口部分磨损严重的缺陷，还克服了以GSM短信息的方式进行监测存在短消息滞后、丢失、GPRS掉线等通信受阻问题。本技术的基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置包括传感器模块2:用于检测和识别被监控对象的位置和工作状态，并将识别到的位置和工作状态信息转换为数据信息；执行器模块3:用于执行ZigBee终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象的状态进行调节和控制，使被监控对象的状态保持在系统预设的正常状态下；.ZigBee终端节点模块4:用于将传感器模块2传来的数据信息发送给ZigBee路由节点模块5，并接收来自ZigBee路由节点模块5的控制指令；ZigBee路由节点模块5:用于将来自ZigBee终端节点模块4或邻近ZigBee路由节点模块5的数据信息发送给邻近的ZigBee路由节点模块5或ZigBee协调器节点模块7，并将来自ZigBee协调器节点模块7或ZigBee路由节点模块5的控制命令发送给ZigBee路由节点模块5或ZigBee终端节点模块4;ZigBee协调器节点模块7:用于将来自ZigBee路由节点模块5的数据信息通过串行总线或以太网传至本地监控中心服务器8，并将本地监控中心服务器8发出的控制命令发送给ZigBee路由节点模块5;本地监控中心服务器8:处理和分析ZigBee协调器节点模块7发来的被监控对象1的工作状态，将相应的控制命令再下达给ZigBee协调器节点模块7;多个ZigBee终端节点模块4、多个ZigBee路由节点模块5和ZigBee协调器节点模块7组成了 ZigBee无线通信网络。本技术具有成本低、ZigBee模块工作时间长(两节5号电池能工作6 24个月)、安全性高、抗干扰力强、组网灵活(拆装方便)、网络容量大、网络自愈力强的优点，并通过本地监控中心服务器8的管理系统软件，可有效降低油田工人的劳动强度，彻底解决了人工巡检方式、短消息方式以及其他方式采集和监控油田生产数据的不足和局限性。本技术可最大限度地利用油田现有的系统或网络，变革油田信息系统原有分散、独立的集合式监管为以各级监控中心为核心的集成式监管，真正做到油田信息的智能化、实时化、网络化、系统化，特别是对重大突发事件的实时分析、决策和解决发挥不可替代的作用。本技术还可应用于市政、军事、电力、水利、能源矿业、家庭自动化、遥测遥控、监狱、交通、汽车自动化、农业自动化、物流管理和医疗护理等领域，另外随着ZigBee芯片技术的完善，其还可以对局部区域内的移动目标例如车辆、监狱的服刑人员等进行跟踪和高精度定位。本技术采用ZigBee无线通信网络的无线通信技术和传感器技术组建无线传感器通信网络，并运用计算机技术、自动控制技术、嵌入式开发技术、现代通信技术、组态技术、音视频监控技术、GIS、 GPS以及现代软件工程理论和软件编程方法等技术来解决行业信息化中的生产信息的智能监测与控制，可应用于各相关行业的各种信息化监测与控制领域。能用于油田的油井、计量站、联合站、油品集输、油罐、天然气等各种重要设施或安全生产场所，监测、采5集和汇集生产各环节的数据，并进行相应的分析、定位、处理和控制，属电子 信息化的无线网络通信领域。附图说明图1是本技术的装置与被监控对象连接的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式由下述 装置组成传感器模块2:每个传感器模块分别对应于一个被监控对象并且从1 n整 数编号，用于检测和识别被监控对象的位置和工作状态，并将识别到的位置和 工作状态信息转换为数据信息；执行器模块3:每个执行器模块对应于一个被监控对象并且从1 n整数编 号，用于执行ZigBee终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象的状态进行 调节和控制，使被监控对象的状态保持在系统预本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置，其特征在于它包括：传感器模块（２）：用于检测和识别被监控对象（１）的位置和工作状态，并将识别到的位置和工作状态信息转换为数据信息；　　　　执行器模块（３）：用于执行ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象（１）的状态进行调节和控制，使被监控对象的状态保持在系统预设的正常状态下；　　　　ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块（４）：用于将传感器模块（２）传来的数据信息发送给ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块（５），并接收来自ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块（５）的控制指令；　　　　ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块（５）：用于将来自ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块或邻近ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块的数据信息发送给邻近的ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块或ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７），并将来自ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７）或ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块（５）的控制命令发送给ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块或ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块；　　　　ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７）：用于将来自ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块的数据信息通过串行总线或以太网传至本地监控中心服务器（８），并将本地监控中心服务器（８）发出的控制命令发送给ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块；　　　　本地监控中心服务器（８）：处理和分析ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７）发来的被监控对象的工作状态，将相应的控制命令再下达给ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７）；多个ＺｉｇＢｅｅ终端节点模块（４）、多个ＺｉｇＢｅｅ路由节点模块（５）和ＺｉｇＢｅｅ协调器节点模块（７）组成了ＺｉｇＢｅｅ无线通信网络。...

【技术特征摘要】
1、基于无线通信与传感器组网的智能定位和监控装置，其特征在于它包括传感器模块(2)用于检测和识别被监控对象(1)的位置和工作状态，并将识别到的位置和工作状态信息转换为数据信息；执行器模块(3)用于执行ZigBee终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象(1)的状态进行调节和控制，使被监控对象的状态保持在系统预设的正常状态下；ZigBee终端节点模块(4)用于将传感器模块(2)传来的数据信息发送给ZigBee路由节点模块(5)，并接收来自ZigBee路由节点模块(5)的控制指令；ZigBee路由节点模块(5)用于将来自ZigBee终端节点模块或邻近ZigBee路由节点模块的数据信息发送给邻近的ZigBee路由节点模块或ZigBee协调器节点模块(7)，并将来自ZigBee协调器节点模块(7)或ZigBee路由节点模块(5)的控制命令发送给ZigBee路由节点模块或ZigBee终端节点模块；ZigBee协调器节点模块(7)用于将来自ZigBee路由节点模块的数据信息通过串行总线或以太网传至本地监控中心服务器(8)，并将本地...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊娜，彭世超，蒋安波，李红林，沈军英，路宏伟，张昶，张福生，
申请(专利权)人：黑龙江圣亚科技发展有限公司，张福生，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]