基于GSM网的油田监控系统的通信模块设计

断地取得新的突破 ， 光纤通信、 千兆 以太 网、 无 线局域 网、 蓝牙技术 等新概 念层 出不穷 ， 它们在各个 领域 内取得 了一个 又一 个的成功 ； 另一方 面， 石油企业迫切需要将分布在工作现场 的大量仪表设备数 据通过有效的途径传输至企业主控计算机， 而主控计算机又可 以通 过数据分析结果 对现 场设备进行相应 的远程控制 ， 然而 ， 石油企 业 自身存在着 仪器设备 工作环境恶劣 ， 布线难度大 ， 开发新系 统投入 成本过高等缺点在很大程度上制约 了这些新兴技术在油 田现场数 据 采集 领域的应用 。
徐航 （ １ ９ ９ ３ ． ５ ＿） ， 男， 黑龙 江， 在校 学生， 齐齐哈 尔工程学院。 包玉花（ １ ９ ８ １ ． １ １ 一） 女， 黑龙江， 学士， 讲师， 机械传动， 齐齐哈 尔工程 学院。
通 信 技 术
３抽油 机远 送 系统硬 件设 计
３ ． １ Ｓ Ｉ Ｍ 电路
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图 ２ 抽油机运行测控及远送 系统设计方框 图 图 ３差错控制基本方式
作 者简介： 于庆（ １ ９ ８ １ ． ４ － － ） ， 男， 籍贯： 黑龙江， 学历 ： 硕 士， 职称： 讲 师， 研 究方向： 远程控 制。
图 １ 抽 油 机运 行测 控 及 远 送 系统 设计 方 案
２温 度检 测
ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 是美 国Ｄ ＡＬ Ｌ Ａ Ｓ 半导体公 司继Ｄ Ｓ １ ８ ２ ０ 之后最新推 出 的一种数字化单总线器件 。 属于新一代适配微处理器 的改进型智能 温度传感器 。 与传统 的热敏电阻相 比， 它能够直接读出被测温度 ， 并 且可根 据实 际要 求通 过简单 的编 程实现９ 一ｌ ２ 位的数字值 读数方 式。 现场温度直 接以“ 一线总线” 的数字方式传输 ， 用符号扩展的 １ ６ 位数字方式 串行输出， 大大提高了系统的抗干扰性 。 因此 ， 数字化单 总线器件Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ Ｏ 适合于恶劣环境的现场温度 测量 ， 如： 环境控 制、 设备或过程控 制 、 测温 类消费 电子产 品等。 它在 测温 精度 、 转换时 间、 传输距 离、 分辨率 等方面较Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ 嘟 有 了很大的改进 ， 给用户 带来了更方便和更令 人满意的效果 。
通 信 技 术
基于 ＧＳ Ｍ 网的油 田监控系统的通信模块设计
于庆 徐航 包玉花
（ 齐 齐哈 尔工程 学院 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ ６ １ ０ ｏ ５ ）
摘要 ： 石 油企 业是 一 个 多 学科 、 多专 业相 互 配合 、 相 互 渗透 、 协 同攻 关的知 识 、 技 术 密集 型 企业， 随 着信 息 化技 术 的不 断提 高 。 石 油 企业 发展 到 了离开信 息 系统无 法生存 的地步 。 国际石油公 司经过 多年 的探 索与实践， 企业信 息化应 用 己十 分成熟， 石 油勘 探开发信 息技 术应 用不断推 陈 出新 。 本 文主 要 以解 决石 油 行业 中抽 油机 工 作过 程 中的信 息 采集 、 通信 等 方 面为对 象加 以考虑 ， 并 设计 一 些模 块来 实现 。
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是一个好 的选择 。 差错控 制方 式基本上分为两类 ， 一类称为检错重 发， 另一 类称 为前 向纠错 ， 如 图３ 所示 。 在 这两类基 础上 又派 生出一 Ｉ Ｍ卡是客户识 别模块 的缩 写 ， 也称为智能 卡、 用 户身份识别 种称 为混 合纠错。 ４ ． ３数 据 传 输 协 议 工 作 过 程 卡， Ｇ Ｓ Ｍ数字移动 电话机必须装上 此卡方能使用 。 它在一 电脑芯片 在一 次数据传输过程 中， 可 以分为三个 阶段 ： 请求传输阶段 ， 数 上存储了数字移动 电话客户的信息， 加密的密钥 以及用户的电话簿 据传 输阶段和结束传输 阶段 。 在 不同的阶段 ， 发送方和接收方依据 等内容 ， 可供Ｇ Ｓ Ｍ网络客户身份进行鉴别 ， 并对客户通话时 的语音 数据 传输协议完成不 同的操作 ， 实现数据的正确传送 。 本文 中无线 信息进行加密 。 传输模块 ， 既可以作为 发送方 ， 又可 以作为接收方 ， 是混合型终端 。 ３ ． ２ ＴＣ３ ５ Ｉ 电路 规定在一 次数据 传送过程 中， 主动要求发送数据的一方为主叫方 ， 国内 已开始使用的支持Ｓ ＭＳ 的Ｇ Ｓ Ｍ模块有Ｆ ａ ｌ ｃ ｏ ｍ的Ａ２ Ｄ系 被动接收数据 的一方为被 叫方 。 当有数据需要 发送 时， 无 线模块转 列、 Ｗａ ｖ ｅ ｃ ｏ ｍ 的 Ｗ Ｍ Ｏ２ 系列 、 Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ 的ＴＣ３ ５ 系列 、 爱 立 信 的 在成功的向被 叫方实现请求传输后 ， 开始数据 的传输 。 Ｄ Ｍ１ ０ ／ Ｄ Ｍ２ ０ 系列 、 中兴 的 Ｚ ＸＧ Ｍ１ ８ 系列等 。 其 中Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ ＴＣ ３ ５ 系 入主叫状态 ， 就进入 结束传输 阶段 ， 完成 整个数 传过程 。 列 的ＴＣ ３ ５ Ｉ 模块 以体积小巧 、 功耗 低 ， 便于集成等特点成为 目前比 数据全部传 输完 ， 较流行 的一个Ｓ ＭＳ 模块 。 ＴＣ ３ ５ Ｉ 设计紧凑 ， 与Ｇ Ｓ Ｍ２ ／ ２ ＋ 兼容 ， 集射 ５结语 频 电路和基带于一体 ， 向用户提供标准的Ａ Ｔ 命令接 口， 为数据 、 语 本 文属于交叉学科 ， 将Ｇ Ｓ Ｍ无线通信技术 、 单片机技术 、 监控 音、 短消息提供 陕速 、 可靠的传输 。 技术等相结合应用于油 田抽油机 的无线通信监控领域。 本文的创新 ４抽 油 机远送 系统 软件 设 计 点为 ： 运 用多 学 科 的 知 识与 成 果 ， 结合 油 田实 际需 求 ， 自主设 计 一 种 抽油机无 线监控系统。 该系统的设计 完成可以解决现有系统的成本 ４ ． １软 件设 计 检测不及时等缺点 ， 做到低成本 、 安装简单、 维护容 易等 ， 将此技 抽油机运行测控及远送系统在设计的时候主要侧重考虑如何 高 、 术进一步推广 至其他油 田的话 ， 可以大大 推进油 田的数字化进程 。 准确地检测到参量在运行过程 中的状态 ， 以及如何及时地将数据发 送出去 ， 同时， ＭＣ Ｕ单元可 以根据所反馈回来的信息判断下一步该 如何动作 。 因此 ， 在进行设计的时候 ， 考虑了诸多因素之后将其软件设计 部 分 的 流 程 图总结 为图２ 所示 。 其中： 读信 息的作用是判断信息的动作对象 ， 并根据信息 中所 反映 出的结果进行 下一 步操作。 ４ ． ２差错控 制 技 术 般 来说 ， 降低信道传输误码率的方法大致有两种， 一是改善 信道质量 ， 降低信道 自身误码率 ； 二是采取一 定的差错控 制传 输技 术来 降低 因信道误码引起的传输错误 。 在实际使用中 ， 信道质量 的 改善可能不切实际 ， 因此采用差错控制的方法来解决信道传输误码
１ 前 言
抽油机 的种类 很多， 各种相关技术发明有数百种。 在众多 的分 类方式 中， 按照采油方式来分是最常用的分类方法 ， 按照这种分类 方式把抽油机分为两类 ， 即有杆类采油设备 和无杆类采油设备 。 有 杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类和旋转运动类 ， 国内外大 量使用 的游梁式抽油机就属于往复运动类抽油设备 ； 无杆类采油设 备又可分为 电动液压驱 动类 、 潜 油离 心泵 和气举采油设备 。 抽油机在运行过程中需要对相关的参数进行测量 、 监控 ， 诸如 ： 压 力、 柜开关 、 继 电器 等 ， 具体的结 构框 图如 图１ 所示 。 方案 中， 单片 机依然是处理来 自各个引脚的信息 ， 并将处理完的信息 以某些状 态 进行显示 ， 同时 ， 为了保证芯片的正常工作 ， 供 电系统也是必 不可少 的部分 ， 当然， 在必要 的时候可 以将该系统 下的供 电系统与检测 系 统 中 的供 电系 统 合 二 为一 。
关 键 词： ＧＳ Ｍ 通 信 监控 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编＂ ￣ － ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ ． ０ ０ ２ ７ ． ０ ２
在我国 ， 石油企业一直面临着这样的矛盾 ： 一方面 ， 通信技术不