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插入式電磁流量計(jì)在注入液流量測(cè)量采集與數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù):1993 發(fā)布時(shí)間:2021-01-01 13:31:22
摘要:本文為了更加高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析,提出了注入液流量無線采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)方案,它建立在以 51 系列單片機(jī)為硬件基礎(chǔ)的二維碼編碼生成和掃描解碼之上。二維碼生成模塊定時(shí)向插入式電磁流量計(jì)發(fā)送采集指令,后者收到指令后發(fā)送流量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將該數(shù)據(jù)生成 QR Code碼并顯示,使用便攜式二維碼掃描槍掃描 、解碼并存儲(chǔ) QR Code 碼 。系統(tǒng)方便管理人員進(jìn)行后期分析,在提高清洗檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上,豐富油田管理技術(shù)體系。
1 概述
油井清洗作為油井作業(yè)的一項(xiàng)重要工作,不但可以清除井筒管桿的結(jié)蠟及臟物,另一方面也不同程度影響油井產(chǎn)量,所以其注入液流量的監(jiān)測(cè)就變得十分重要。本文旨在采用二維碼掃描技術(shù),將注入液流量生成二維碼并在 LCD 進(jìn)行顯示,監(jiān)測(cè)工人只需定時(shí)采用掃描槍對(duì)大量插入式電磁流量計(jì)進(jìn)行掃描,并將采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至 PC,方便管理人員進(jìn)行后期分析,在提高清洗檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上,豐富油田管理技術(shù)體系。二維碼掃描的注入液流量無線采集系統(tǒng)是建立在以51 系列單片機(jī)為硬件基礎(chǔ)的二維碼編碼生成和掃描解碼。即插入式電磁流量計(jì)定時(shí)向二維碼發(fā)送流量數(shù)據(jù),二維碼生成模塊定時(shí)向插入式電磁流量計(jì)發(fā)送采集指令,后者收到指令后發(fā)送流量數(shù)據(jù)。二維碼生成模塊生成 QR Code 碼,帶存儲(chǔ)功能(1000 條)的便攜式二維碼掃描槍掃描、解碼并存儲(chǔ) QR Code碼 。主要研究單片機(jī)二維碼程序的設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)采集集成電路的設(shè)計(jì);上位機(jī)軟件的編寫。
2.1 二維碼生成模塊采集數(shù)據(jù)方式:
插入式電磁流量計(jì)定時(shí)向二維碼發(fā)送流量數(shù)據(jù)(瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、采集時(shí)間、流量計(jì)編號(hào)等);
二維碼生成模塊定時(shí)向插入式電磁流量計(jì)發(fā)送采集指令,后者收到指令后發(fā)送流量數(shù)據(jù)。
2.2 二維碼生成模塊生成 QR Code碼。
2.3 帶存儲(chǔ)功能(1000 條)的便攜式二維碼掃描槍掃描、解碼并存儲(chǔ) QR Code碼。
3 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案
流量數(shù)據(jù)二維碼生成硬件設(shè)計(jì)方案
CPU 通過串口讀取流量數(shù)據(jù),根據(jù) QR code編碼方式生成二維碼并在 LCD 上顯示。在過程中主要解決的是對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析處理,并通過二維碼編碼算法處理,在彩屏上顯示二維碼圖片。系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī),是新一代 8051 單片機(jī),操作指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī), 但速度速度比 8051 系列快8-12 倍。內(nèi)部集成 M AX810 專用復(fù)位電路,2 路 PW M ,8 路高速 10位 A/D 轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制,強(qiáng)干擾場(chǎng)合。
LCD 模塊是通過不同液晶單元的供電來控制光線是否通過來達(dá)到顯示目的。通電時(shí)液晶單元可以使光線通過。它的驅(qū)動(dòng)方式有兩種,一種是有驅(qū)動(dòng)芯片通過總線與單片機(jī)總線連接。另一種是LCD 顯示屏,它沒有驅(qū)動(dòng)電路,使用起來比較麻煩。常用的是帶驅(qū)動(dòng)模塊的,使用總線便于與單片機(jī)連接,并且只要發(fā)送需要的顯示數(shù)據(jù)到緩存中就能達(dá)到顯示目的。
單片機(jī)數(shù)據(jù)收集經(jīng)過與插入式電磁流量計(jì)通信,將所需的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)處理。M AX232 芯片是美信(M AXIM)公司專為 RS-232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用 +5v單電源供電。由于單片機(jī)的信號(hào)電平與 RS232 的標(biāo)準(zhǔn)不同,所以需要 M AX232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
PC 通過 USB 連接讀取二維碼掃描槍存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(讀取后刪除掃描槍內(nèi)存),并存儲(chǔ)至 SQL 數(shù)據(jù)庫中,需要對(duì)流量分析時(shí),通過時(shí)間參數(shù)或者插入式電磁流量計(jì)編號(hào)參數(shù)調(diào)取流量數(shù)據(jù)值,進(jìn)行單流量計(jì)或多流量計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比 。
5 結(jié)論
通過對(duì)二維碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì),*先對(duì)單片機(jī)的開發(fā)平臺(tái)做了詳細(xì)的了解;其次是對(duì)二維碼(QR Code)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)進(jìn)行了闡述;*后在單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)上對(duì)二維碼的編碼過程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。從中我們了解到了單片機(jī)系統(tǒng)以及二維碼技術(shù)的相關(guān)知識(shí),并且認(rèn)識(shí)到了利用單片機(jī)平臺(tái)來設(shè)計(jì)二維碼的生成過程。在實(shí)際應(yīng)用中,方便了大慶油田注入液流量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)管理人員進(jìn)行后期分析,在提高清洗檢測(cè)技術(shù)的基上,豐富了油田管理技術(shù)體系。
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2.1 二維碼生成模塊采集數(shù)據(jù)方式:
插入式電磁流量計(jì)定時(shí)向二維碼發(fā)送流量數(shù)據(jù)(瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、采集時(shí)間、流量計(jì)編號(hào)等);
二維碼生成模塊定時(shí)向插入式電磁流量計(jì)發(fā)送采集指令,后者收到指令后發(fā)送流量數(shù)據(jù)。
2.2 二維碼生成模塊生成 QR Code碼。
2.3 帶存儲(chǔ)功能(1000 條)的便攜式二維碼掃描槍掃描、解碼并存儲(chǔ) QR Code碼。
3 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案
流量數(shù)據(jù)二維碼生成硬件設(shè)計(jì)方案
CPU 通過串口讀取流量數(shù)據(jù),根據(jù) QR code編碼方式生成二維碼并在 LCD 上顯示。在過程中主要解決的是對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析處理,并通過二維碼編碼算法處理,在彩屏上顯示二維碼圖片。系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī),是新一代 8051 單片機(jī),操作指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī), 但速度速度比 8051 系列快8-12 倍。內(nèi)部集成 M AX810 專用復(fù)位電路,2 路 PW M ,8 路高速 10位 A/D 轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制,強(qiáng)干擾場(chǎng)合。
LCD 模塊是通過不同液晶單元的供電來控制光線是否通過來達(dá)到顯示目的。通電時(shí)液晶單元可以使光線通過。它的驅(qū)動(dòng)方式有兩種,一種是有驅(qū)動(dòng)芯片通過總線與單片機(jī)總線連接。另一種是LCD 顯示屏,它沒有驅(qū)動(dòng)電路,使用起來比較麻煩。常用的是帶驅(qū)動(dòng)模塊的,使用總線便于與單片機(jī)連接,并且只要發(fā)送需要的顯示數(shù)據(jù)到緩存中就能達(dá)到顯示目的。
單片機(jī)數(shù)據(jù)收集經(jīng)過與插入式電磁流量計(jì)通信,將所需的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)處理。M AX232 芯片是美信(M AXIM)公司專為 RS-232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用 +5v單電源供電。由于單片機(jī)的信號(hào)電平與 RS232 的標(biāo)準(zhǔn)不同,所以需要 M AX232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
PC 通過 USB 連接讀取二維碼掃描槍存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(讀取后刪除掃描槍內(nèi)存),并存儲(chǔ)至 SQL 數(shù)據(jù)庫中,需要對(duì)流量分析時(shí),通過時(shí)間參數(shù)或者插入式電磁流量計(jì)編號(hào)參數(shù)調(diào)取流量數(shù)據(jù)值,進(jìn)行單流量計(jì)或多流量計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比 。
5 結(jié)論
通過對(duì)二維碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì),*先對(duì)單片機(jī)的開發(fā)平臺(tái)做了詳細(xì)的了解;其次是對(duì)二維碼(QR Code)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)進(jìn)行了闡述;*后在單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)上對(duì)二維碼的編碼過程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。從中我們了解到了單片機(jī)系統(tǒng)以及二維碼技術(shù)的相關(guān)知識(shí),并且認(rèn)識(shí)到了利用單片機(jī)平臺(tái)來設(shè)計(jì)二維碼的生成過程。在實(shí)際應(yīng)用中,方便了大慶油田注入液流量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)管理人員進(jìn)行后期分析,在提高清洗檢測(cè)技術(shù)的基上,豐富了油田管理技術(shù)體系。
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