油井狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

油井狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)尹洪石（大港油田信息中心）摘要本文就油井參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討和研究。該設(shè)計(jì)基于ATMEL公司生產(chǎn)的應(yīng)用廣泛的AT89C51單片機(jī)，并利用它設(shè)計(jì)了油井監(jiān)測系統(tǒng)的硬件和軟件的功能。數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代油井監(jiān)測系統(tǒng)中的使用將是未來油井監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展方向，它對油井生產(chǎn)具有重要的作用和意義。關(guān)鍵詞：油井監(jiān)測；檢測硬件；監(jiān)控軟件ABSTRACTInthispaper,parametermonitoringwellsonthesystemdesignofthestudyandresearch.houlddesignamachineofappliedextensiveAT89C51thatproducesaccordingtotheATMELcompany,andmakeuseofthefunctionofthehardwareandsoftwarethatitdesignstheoilwelltomonitorthesystem.Thenumeralturnsandautomatesthetechniqueinthemodernoilwellmonitorsystemofusagewillisanoilwelltomonitorthedevelopmentdirectionofthesysteminthefuture,itproducetohavetheimportantfunctionandmeaningstotheoilwell.Keywords：Theoilwellmonitor;Examinethehardware;Superviseandcontrolthesoftware;油田油井大多都分布在各采油場，油井工作狀況的監(jiān)測和控制，一般的油井大多為油井巡視員或維修工定期巡回檢查，隨著油井現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，早期的巡視員方式已逐漸被油井無人值守監(jiān)測系統(tǒng)替代。油井監(jiān)測系統(tǒng)是數(shù)字化、集成化、自動(dòng)化的基于單片機(jī)、傳感器、顯示設(shè)備以及現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制平臺(tái)。它的應(yīng)用能夠改善油井工作人員的效率，降低油井企業(yè)成本，提升企業(yè)管理水平，精確收集油井參數(shù)，為油井的安全高效工作提供保障。本課題主要任務(wù)為依據(jù)油井生產(chǎn)的實(shí)際狀況，采用單片機(jī)、傳感器、顯示器以及其他芯片組建硬件部分完成系統(tǒng)得功能設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上加載相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控管理，利用現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測所得油井實(shí)際運(yùn)行時(shí)的各類有效參數(shù)，最終在設(shè)計(jì)出油井監(jiān)測系統(tǒng)得整體方案。第一章簡介1.1油井參數(shù)監(jiān)測簡介目前，整個(gè)采油也依然依靠龐大的機(jī)械設(shè)備和眾多的人力，但是數(shù)字化技術(shù)正在不斷地應(yīng)用于油田油井的生產(chǎn)與管理中，先進(jìn)的數(shù)字化油井采油技術(shù)日益受到廣泛重視。利用數(shù)字化技術(shù)，當(dāng)油井的鉆探和產(chǎn)油工作開始時(shí)，地下的傳感器可以通過通信網(wǎng)絡(luò)將油井的流量、電壓、溫度、出油壓力等數(shù)據(jù)源源不斷的傳遞給遙遠(yuǎn)的監(jiān)測中心，在公司辦公室的工程師或者科學(xué)家收到這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行研究分析和判斷之后，就能夠向油田的一線技術(shù)工作人員發(fā)出各種指令，及時(shí)調(diào)整和處理油井中的問題和故障，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)以及提高產(chǎn)量。油井遠(yuǎn)程測控終端(RTU/SCAFA)可以極大地提高生產(chǎn)運(yùn)行管理的安全性能和可靠程度，減少不必要的人工浪費(fèi)和提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高生產(chǎn)效率，通過生產(chǎn)過程的集中控制和管理還可以極大地提高企業(yè)整體效率地競爭能力，提高預(yù)測突發(fā)事件地能力和緊急情況下地反應(yīng)能力，帶來潛在地社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。1.2油井監(jiān)測的特點(diǎn)使用現(xiàn)代化電子設(shè)備對抽油機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對于及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地掌握石油生產(chǎn)情況，進(jìn)行科學(xué)決策有著十分重要的意義。可降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率便于及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，利于科學(xué)管理便于采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利于科學(xué)決策便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高工作效率第二章監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本油井監(jiān)測系統(tǒng)采用性能優(yōu)越的ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)作為核心部件結(jié)合主機(jī)（服務(wù)器）、監(jiān)測軟件、鍵盤與顯示、無線通訊、傳感器組及前端處理模塊等構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集模塊主要由傳感器和模擬/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換等組成。傳感器采集到數(shù)據(jù)經(jīng)過必要處理應(yīng)用現(xiàn)代移動(dòng)通信手段傳遞到監(jiān)測控制主機(jī)。包含這個(gè)所謂現(xiàn)代通信手段的部分為該監(jiān)測系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)部分，它利用覆蓋面廣泛的移動(dòng)通信技術(shù)GSM或者GPRS將采油井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到監(jiān)測控制部分。監(jiān)測控制部分負(fù)責(zé)處理和儲(chǔ)存所有油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且向油井一線工作人員發(fā)出有關(guān)執(zhí)行的指令。監(jiān)測控制部分的信息來源于硬件設(shè)計(jì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集部分。通過本系統(tǒng)工作人員只需要在監(jiān)測控制部分即可獲得遠(yuǎn)處的油井現(xiàn)場工作參數(shù)信息，而不必再親自到各個(gè)油井巡查了，避免了資源的浪費(fèi)和提高了抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。2.2監(jiān)測系統(tǒng)功能簡介根據(jù)油井的實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)要求，監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能：數(shù)據(jù)采集處理功能系統(tǒng)具有自動(dòng)監(jiān)測、記錄采油設(shè)備上的電壓、溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，且進(jìn)行必要處理能力。數(shù)據(jù)共享功能所測數(shù)據(jù)以及采油井設(shè)備的工作狀態(tài)可以傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)管理部門的共享。報(bào)警功能根據(jù)設(shè)定參數(shù)和監(jiān)測軟件，可以系統(tǒng)對每口油井的所測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，如果所測數(shù)據(jù)超過了設(shè)定范圍，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。顯示輸出功能系統(tǒng)設(shè)有顯示輸出功能，可以將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通過顯示器顯示出來，供用戶實(shí)時(shí)查看和監(jiān)視。權(quán)限設(shè)置功能權(quán)限設(shè)置分為操作員、管理員、系統(tǒng)總管理員三種，并利用用戶名和用戶密碼加以限制和設(shè)定。2.3監(jiān)測系統(tǒng)總體框圖具體框圖如下2.3所示模數(shù)轉(zhuǎn)換算機(jī)系統(tǒng)鍵盤與顯示f存儲(chǔ)與記錄f報(bào)警與提示圖2.3系統(tǒng)總體框圖第三章監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1傳感器組傳感器組把油井實(shí)際運(yùn)行中的各種溫度、壓力、電壓、流量等主要物理量采集起來并且短期保存?？紤]到油井工作環(huán)境的特殊性，所選用的傳感器必須能夠在較為惡劣的條件須下工作，而且精度必須滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)如下：監(jiān)測電壓：220V+1%監(jiān)測流量：0.005?0.1m/s監(jiān)測溫度：-30°C?+80°C監(jiān)測壓力：3pa?10pa3L1溫度傳感器組從測溫范圍以及工作環(huán)境考慮，本設(shè)計(jì)選用美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流傳感器ADF590型號(hào)。它的主要特性如下：1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中：一流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T一熱力學(xué)溫度，單位為K。2、AD590的測溫范圍為-55C?+150C。3、AD590的電源電壓范圍為4V?30V。電源電壓可在4V?6V范圍變化，電流變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。4、輸出電阻為710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55°。?+150C范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3°C。3.L2電壓轉(zhuǎn)換器監(jiān)測設(shè)備的電壓為220V，而系統(tǒng)中心所能接受的電壓為5V，所以要經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換。將220V的電壓經(jīng)過變壓器、橋式整流，最后通過穩(wěn)壓器得到我們所要的電壓。轉(zhuǎn)換過程如圖4-1所示。圖3.1.2電壓轉(zhuǎn)換框圖3.L3流量傳感器由于在石油工業(yè)中被測流體成分和物理化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜、再加上工作現(xiàn)場的條件有時(shí)十分惡劣，只有相對較少的也一些流量傳感器可以應(yīng)用。光線流量傳感器與傳統(tǒng)的其他流量傳感器相比，具有測量靈敏度高、動(dòng)態(tài)測量范圍大、耐高溫高壓、抗電磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)傳感器所采集信息最終都要轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，因此我們選擇開關(guān)型霍爾傳感器。3.1?4壓力傳感器壓力傳感器的測量原理是把被測液體引入密封容器中，流體對容器周圍施加壓力，使彈性元件（大多為金屬磨片）產(chǎn)生變形（如位移、角移位、角度等），然后通過變壓器把這種變形變換成機(jī)械量或者電壓輸出（如電壓、電流、頻率等）。在壓力傳感器中，這種變換器可以是電位計(jì)、金屬應(yīng)變片、磁敏元件電容元件、電感元件、壓電元件、壓阻元件等。本次設(shè)計(jì)選用CYYB-120BP系列壓力變送器，它采用高穩(wěn)定、高可靠性的壓力敏感組件和高品質(zhì)的集成電路組裝而成，它具有高品質(zhì)、低價(jià)位、能適應(yīng)各種工業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，是精密機(jī)械加工+溫度補(bǔ)償+模擬信號(hào)處理技術(shù)的結(jié)晶，主體電路工藝材料先進(jìn)，密封固化與外部完全隔離，能滿足防潮、防水、防爆、防腐、防塵等惡劣工況的要求，選用不同的過程連接件可對強(qiáng)腐性的介質(zhì)、高低溫介質(zhì)、粘稠介質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確測量。3.2前端處理單元通過傳感器采集的原始的物理量多為較小的數(shù)據(jù)，不可以直接使用，因此，必須通過放大器進(jìn)行放大處理。同樣，采集到的原始數(shù)據(jù)多為模擬量，需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以供有關(guān)設(shè)備使用。3.2.1放大器考慮到油井的工作環(huán)境，我們選用HARRIS公司生產(chǎn)的精密運(yùn)算放大器CA314。該產(chǎn)品采用BIOMOS工藝制成，輸入級(jí)為MOSFET結(jié)構(gòu)，輸出級(jí)為CMOS結(jié)構(gòu)，具有選通功能，輸入失調(diào)電流為0.5pA，輸入偏置電流為10pA，轉(zhuǎn)換速率為9V/〃S，增益帶寬乘積為4.5MHz，輸入電阻為60歐，可用于采樣/保持電路、有源濾波器、峰值檢測器、電壓比較器、穩(wěn)壓電

源系統(tǒng)、告警電路、電池供電便攜式儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)器等領(lǐng)域。工作環(huán)境溫度范圍-55°C?125°C極限參數(shù)：TOC\o"1-5"\h\z電源電壓±18V差模輸入電壓8V引線耐焊接溫度（10s）300C輸入電流1mA3.2.2采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換期間，通常要求輸入的模擬量應(yīng)保持不變，以保證A/D轉(zhuǎn)換得準(zhǔn)確進(jìn)行。因此，采樣信號(hào)應(yīng)送至采樣保持電路（亦稱采樣保持器）進(jìn)行保持。采樣保持器對系統(tǒng)精度有很大影響，特別是對一些瞬變模擬信號(hào)更為明顯。本設(shè)計(jì)采用LF398。他有8個(gè)引腳，結(jié)構(gòu)框圖如圖3.2.2所示。保持電客圖3.2.2LF398結(jié)構(gòu)框圖3.2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器保持電客A/D轉(zhuǎn)換器的功能主要是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，如電壓、電流、溫度測量等都屬于這種轉(zhuǎn)換。根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，考慮到現(xiàn)實(shí)的可行性，逐次逼近是ADC從速度和轉(zhuǎn)換精度來看，都比較適中，電路結(jié)構(gòu)又不太復(fù)雜，因而選用逐次逼近式ADC0本次采用的轉(zhuǎn)換器為ADC0809型號(hào)。ADC0809芯片性能特點(diǎn)：是一種簡單的COMS器件,外部供給基準(zhǔn)電壓；單通道轉(zhuǎn)換時(shí)間116s；分辨率為8位,帶有三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，可由CPU打開三態(tài)門，讀出8位的轉(zhuǎn)換結(jié)果;有8個(gè)模擬量的輸入端，可引入8路待轉(zhuǎn)換的模擬量。ADC0809采用雙列直插式封裝，共有28條引腳。

IN3IN2IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3CLOCKVccVref(+)GNDDi23452IN3IN2IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3CLOCKVccVref(+)GNDDi234527262524I7ADC08092282191011121314201918171615IN1IN0ADDAADDBADDCALED7D6D5D4D0Vref(-)D2模擬多路開關(guān)是一種重要的器件，在多路被測信號(hào)公用一路A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通常用來將多路被測信號(hào)分別傳送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便計(jì)算機(jī)能對多路被測信號(hào)進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)選CD4051，它是一種常用的8路模擬開關(guān)。CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān),開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。其真值表見表1。“INH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時(shí)，各通道均不接通。此外,CD4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端VEE,以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號(hào)能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰一峰值達(dá)15V的交流信號(hào)°CD4051具體管腳如圖4-6所示。IN/OUT{46OUT/ININ/OUTIN/OUT{46OUT/ININ/OUT{75INHVccVss101621531441351261171089VDD2{1IN/OUT03ABCC、B、A為二進(jìn)制控制輸入端，改變C、B、A的數(shù)值，可以譯出8種狀態(tài)，并選中其中之一，

使輸入輸出接通。當(dāng)INH=1時(shí)，通道斷開；當(dāng)INH=0時(shí)，通道接通。改變圖中IN/OUT0~7

及OUT/IN的傳遞方向，則可用作多路開關(guān)或反多路開關(guān)。真值表如下;3-2*5分頻器、譯碼器、鎖存器由于所選的單片機(jī)的晶振頻率與ADC0809的工作頻率不同，所以要進(jìn)行分頻輸出。由于系統(tǒng)是在多路狀態(tài)下進(jìn)行的，需要確定什么時(shí)間監(jiān)測哪一路的物理量，故需要有譯碼控制。本設(shè)計(jì)采用鎖存器74LS373，譯碼器74LS379，分頻器74LS74。74LS373是一種8D鎖存器，具有三態(tài)驅(qū)動(dòng)輸出，74LS373鎖存器主要用于鎖存地址信息、數(shù)據(jù)信息以及DMA頁面地址信息等。其引腳電路如圖4-7所示：A?11LE0E-DODIQ6D2Q5D3Q4D4Q3D5Q2EH5Q1D7Q0191J41671581213g146171S274LS373圖4-774LS373引腳圖74LS74芯片是上升沿觸發(fā)、帶復(fù)位端和置位端的雙D觸發(fā)器，它可以作用作分頻。分頻器引腳圖如圖4-8所示:474LS74圖4-874LS74雙2-4譯碼器74LS139引腳圖如圖4-9所示（只標(biāo)出一個(gè)2-4譯碼器）:

圖4-974LS139引腳圖3.3單片機(jī)芯片本設(shè)計(jì)中單片機(jī)是監(jiān)測控制中心的關(guān)鍵部分，考慮到實(shí)際情況我們選用ATMEL公司的AT89C51型單片機(jī)。AT89C51是一種4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該期間采用ATMEL高度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051使他的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)位很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。具體管腳如圖4-10所示。3.4I/O擴(kuò)展芯片設(shè)計(jì)選用INTEL公司的8255并行輸入/輸出接口芯片。8255是可編程I/O擴(kuò)展芯片。對

8255輸入不同的指令可改變I/O的工作方式。8255與單片機(jī)系統(tǒng)連接方式簡單，工作方式由程序設(shè)定。8255內(nèi)部有4個(gè)寄存器：分別為A、B、C和控制寄存器。A、B、C寄存器的數(shù)據(jù)就是引腳PA?PA0、PB7?PB0、PC7?PC0上輸入或輸出的數(shù)據(jù)。而控制寄存器的數(shù)據(jù)則表明PA、PB、PC的工作方式。通過CS、A0、A1、Rd和WR對4個(gè)寄存器進(jìn)行操作。PO4Pl3P31叫PO4Pl3P31叫4(P5主38_3713192011

芯1+25a14rud17=13T12e11dp-2^DOn■川】nriFA1JJJ..?A7D2如D3-D4FA3D3D6?A?D7PBO一PB1四PB28255蛔P留AOPB4，-，AlEESETPB6_PB7CSPCOPCIPC2PC3PC4PC3PC6'PC734

UTT邪22.582?圖3.48255引腳圖3.5硬件系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)原理圖ILSLsgss產(chǎn)NKJAAOAAAAAZ-ZllrJJkl--_!_二5*3.5.1數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊主要由各個(gè)參數(shù)傳感器、放大器CA3140、采樣保持器LF398、A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809、電阻、電容等器件組成。由于從傳感器獲得的數(shù)據(jù)如壓力等都較少，所以需要一個(gè)放大器。而電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換過程已經(jīng)為5伏特了，顧不需要在放大可直接進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)采集處理模塊如圖4-12所示。圖3.5.1數(shù)據(jù)采集處理模塊3.5.2微處理器模塊中央處理器芯片為兼容MCS51的AT89C51芯片。系統(tǒng)采用AT89C51控制I/O擴(kuò)展芯片8255、A/D轉(zhuǎn)換等部分，單片機(jī)的P0口連接ADC0809的八個(gè)輸出端；8255的地址/數(shù)據(jù)線D0?D7用于分時(shí)傳送地址/數(shù)據(jù)信息。單片機(jī)定時(shí)器設(shè)置定時(shí)時(shí)間，系統(tǒng)初始化后開中斷，單片機(jī)首先送出地址代碼，由74LS373、74LS139完成對指定油井的指定一路信號(hào)的選通。在選通的同時(shí)啟動(dòng)ADC0809,指定一路閉合后，經(jīng)過傳感器將信號(hào)采集、放大后，送到LF398的輸入端口，LF398經(jīng)過短暫的捕捉時(shí)間后，講輸入信號(hào)保持一段時(shí)間，使之滿粉/D轉(zhuǎn)換的需要時(shí)間。ADC0809在轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，將輸入的模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC端發(fā)出一個(gè)高電平，經(jīng)過非門后成為低電平。當(dāng)單片機(jī)的INT1端口檢測到有低電平信號(hào)的時(shí)候，說明A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，從他獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)入單片機(jī)。在通過預(yù)設(shè)值比較子程序判斷是否正常，預(yù)設(shè)值為一個(gè)范圍，只要采集到的值在此范圍內(nèi)即符合要求。單片機(jī)不做處理;

如果數(shù)據(jù)在此范圍之外，將根據(jù)實(shí)際情況處理。微處理模塊構(gòu)成如圖3.5.2所示。圖-3.5.2微處理器模塊3.5.3鍵盤與顯示模塊顯示模塊時(shí)間的控制中心與前方油井現(xiàn)場進(jìn)行交互和聯(lián)系得主要平臺(tái)，通過顯示器我們可以清楚地掌握油井現(xiàn)場的生產(chǎn)和故障情況，通過鍵盤我們可以對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存?zhèn)浒敢约跋蛴途F(xiàn)場發(fā)布相關(guān)的指令和命令。本設(shè)計(jì)為3*6鍵盤，六位LED顯示。鍵盤排列成行列矩陣式，按鍵的作用是使得相應(yīng)的接點(diǎn)接通或者斷開，在相應(yīng)得程序配合下也可以產(chǎn)生被按鍵的鍵碼。在鍵盤顯示模塊中，有18個(gè)按鍵。分成三行六列，只有某個(gè)鍵按下，相應(yīng)的行線和列線才會(huì)被接通。鍵盤中有1-9個(gè)數(shù)字鍵。功能鍵為八個(gè)，還有一個(gè)空操作，功能的定義根據(jù)實(shí)際處理數(shù)據(jù)的要求確定，如SAV、ADD、SBUF等。鍵盤與顯示模塊如圖3.5.3圖4-14鍵盤與顯示模塊第四章監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4?1總體設(shè)計(jì)監(jiān)控軟件是檢測控制中心的核心軟件部分，它起著收集整理以及儲(chǔ)存前方的各種數(shù)據(jù)、分析判斷數(shù)據(jù)合理性、發(fā)出監(jiān)控中心的處理指令、與前方進(jìn)行通信以及鍵盤輸入和顯示等功能。監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)要符合系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和條件的需要，還要方便操作和運(yùn)行，能充分的發(fā)揮信息化技術(shù)在現(xiàn)代油井生產(chǎn)中的作用。41』系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)一個(gè)完整的系統(tǒng)都是由硬件、軟件兩方面完成的。對應(yīng)著硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟件應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：信號(hào)的采集以及處理；根據(jù)野外的工作環(huán)境設(shè)計(jì)出來的協(xié)調(diào)提出的要求。需要采集信號(hào)量有電壓、溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，有控制器發(fā)出讀取指令采集電路從傳感器靜默數(shù)轉(zhuǎn)換獲得各需要的數(shù)據(jù)。鍵盤顯示功能：包括各種參數(shù)的顯示。它可以讓用戶更好的掌握各種測量值變化情況以及幾工作狀態(tài)，并通過功能鍵和數(shù)字鍵可以在線修改不符合設(shè)定值的量?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作：將控制指令通過總線輸送到輸出模塊，控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，使整個(gè)系統(tǒng)正常、有序、穩(wěn)定的工作。與主機(jī)通信：由于單片機(jī)本身的局限性，不能夠進(jìn)行更高級(jí)的算口，而計(jì)算機(jī)不僅能夠執(zhí)行更高級(jí)的算法，還可以解決測量的最合適值，便于以后的遠(yuǎn)程多個(gè)油井的群控，使監(jiān)測幽靜的工作更加方便。4?1?2系統(tǒng)軟件功能規(guī)劃從總體上講，可以將系統(tǒng)大體分為數(shù)據(jù)采樣以及A/D轉(zhuǎn)換模塊、動(dòng)態(tài)顯示模塊、電壓比較控制模塊，溫度比較控制模塊、壓力比較模塊、流量比較模塊等。系統(tǒng)軟件流程圖如圖4.1.2

有無按鍵?NY鍵控子程數(shù)據(jù)顯示以及處理采樣以及模數(shù)轉(zhuǎn)換比較子程序系統(tǒng)初始化開始有無按鍵?NY鍵控子程數(shù)據(jù)顯示以及處理采樣以及模數(shù)轉(zhuǎn)換比較子程序系統(tǒng)初始化開始子程序流程圖如圖5-2所示圖5-2子程序流程圖4.1.4鍵控子程序流程圖4.2系統(tǒng)軟件流程圖簡述系統(tǒng)軟件總流程圖開機(jī)后系統(tǒng)進(jìn)行初始化，檢查輸入的程序和數(shù)據(jù)是否存在，檢查內(nèi)存空間，為程序的運(yùn)行做好準(zhǔn)備。然后通過程序制導(dǎo)硬件對油井參數(shù)驚醒采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)據(jù)進(jìn)入子程序，處理結(jié)果顯現(xiàn)出來，接著判斷有無鍵按下。如有，則進(jìn)入監(jiān)控子程序。監(jiān)控子程序執(zhí)行完畢后回到系統(tǒng)的初始狀態(tài)進(jìn)行下循環(huán)過程；若無鍵按下，則直接回到系統(tǒng)的初始化狀態(tài)進(jìn)行下一次過程。狀態(tài)參數(shù)的(以電壓為例)比較子程序流程圖程序運(yùn)行到這里時(shí)，首先進(jìn)行域設(shè)置的比較，判斷現(xiàn)場得到的數(shù)據(jù)實(shí)際是否下于上限值。若大于則報(bào)警，然后返回程序；若下于上限制，則再與下限制比較。如果下于下限值則直接接報(bào)警，然后返回主程序；若大于下限制，則直接返回主程序。鍵位處理子程序程序運(yùn)行到監(jiān)控子程序是首先對8255進(jìn)行初始化，然后顯示一次LED，并且根據(jù)程序?qū)︽I進(jìn)行查詢。如果鍵盤內(nèi)有鍵按下，則返回系統(tǒng)初始化狀態(tài)進(jìn)行下一輪的查詢。若有鍵按下，則查詢復(fù)位，取得鍵位置。再判斷鍵位值是否為數(shù)字鍵，如果實(shí)則進(jìn)行數(shù)字鍵處理；如果不是，則進(jìn)行功能鍵處理，最后處理完畢回到主程序。第五章GPRS網(wǎng)絡(luò)簡介5.1GPRS簡介通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS(GeneralPacketRadioService)是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。簡單的說，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的