辽宁科技大学大学生创新创业训练计划立项申请表.doc

辽宁科技大学大学生创新创业训练计划立项申请表 项目名称：基于GSM网油田数据采集系统负 责 人：赵晨 学院名称：电子与信息工程学院专业班级： 测控12-2班 学 号：120123107056联系电话电子邮箱：1229609344 填表日期： 2014年5月8日 辽宁科技大学教务处制表填表须知 一、立项申请表由项目负责人填写，内容必须实事求是，表达明确严谨。二、立项申请表填写内容应言简意赅，思路清晰，论证充分，一律用计算机输入打印，填写中如栏目篇幅不够，可自行加页。表格中正文字体应为小四号宋体，22磅行距，需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。三、本表一式两份，均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。项 目 名 称基于GSM网油田数据采集系统项目类别A、创新训练项目（ ）B、创业训练项目（ ）C、创业实践项目（ ）研究起止时间 2014年 5月至 2015年5月申请经费5100元负责人姓 名 赵晨上一学年平均成绩71团队成员姓 名学院班级学号上一学年平均成绩联系电话E-mail 李超试点12-2班1201231070568715241272396352258581寿震宇计算机12-2班1201231040287018341251090990241337赵晨测控12-2班12012310705671183412711491229609344指导教师姓 名汪玉坤学院电子与信息工程学院职称 副教授E-mail munuc_联系电话导教师姓 名孙红星学院电子与信息工程学院职称 教授E-mail 396065883联系电话项依据（项目背景及研究现状500字以内）随着自动化控制在工业领域的飞速发展，远程数据/设备的采集/控制和传输越来越成为人们所关注的话题。近年来各行业远程监控系统应用日益广泛，在能源行业尤其突出。无论是电力行业的发电厂、变电站;石油行业的油井油田、石油管道;还是煤炭行业的生产作业都是在比较荒芜、偏僻，甚至恶劣的环境中进行，安全管理更 需要实时掌控各生产环节作业情况的变化，以便及时采取应对措施，因此能源行业采用远程监控系统能起到降低成本、提高效率的目的，达到事半功倍的效果。在我国分布着的油田，在其采油作业区，传统的数据获取手段需要专门的人员到远端巡视设备，手工纪录各种仪器仪表的参数，经汇总后再上报到监控中心。但油田作业区往往是地域覆盖面积大、油井数量多且分散、自然条件恶劣，一次巡视需要很长的时间，所以获取的数据的实时性很差，无法及时发现设备故障。要改变这种情况就要采用自动化控制，但通讯的问题又较为突出，有线通讯方式对于方圆数百平方公里的作业区，其巨大的施工量和成本将是不可想象的，对于海上作业区，更是无能为力的。显然无线传输的通讯方式才是解决问题的最佳方案。通过GSM无线网络进行数据传输，成为油田数据采集监控选择的通信手段之一。监测设备可将采集到的油井数据和告警信息通过GSM网络及时发送到油田监测中心，实现对油井数据采集的工作效率。项目内容、研究方法、创新点、预期成果（2000字以内）项目内容： 本系统主要包含三部分：油井现场数据测量单元、数据远程传输单元和监控中心数据处理系统数据测量单元以意法半导体生产的32位单片机STM32F103ZET6为核心，可以完成对油井生产的石油日产量、天然气的日产量、油井的平均压力、油井的平均温度、3相电压、电流、有功功率P、无功功率Q等数据的采集，实现数据的发送、接收处理；数据远程传输单元采用SMS或GPRS方式实现数据的远程传送。以完成现场测量单元到监控中心的数据通讯工作；监控中心数据处理系统是采用Visual C+面向对象语言开发。数据库采用大型Sybase数据库，通过它可以实现对整个油田的各个油井采油数据的管理，为生产管理部门及时进行生产决策奠定基础。研究方法： 油井远程测量系统采用两层体系结构，由油井现地测量分机、监控中心数据处理系统、远程通讯单元三部分组成。一、油井现地测量分机 油井现地测量分机主要完成以下功能：根据气液两相流量计送来的模拟信号实现对液体瞬时流量、气体瞬时流量、瞬时压力、瞬时温度、瞬时密度等量的连续采集和实时计算：计算出该油井在一天中的液体总流量，气体总流量、平均压力、平均温度和平均混合密度；日历时钟的管理；存储当天的日期、累计液体流量、气体流量、平均压力、平均温度、平均混合密度和当天流量采集时间；电源电压监视及掉电数据保护；所有测量参数的定时或实时远程传送。二、监控中心数据处理系统 此系统主机监测分析软件基于windows Server2012 平台，采用Visual C+面向对象语言编制而成，数据库采用大型Sybase数据库。该系统主要完成对油井现地测量分机所测量的数据的管理，包括以下功能：测量系统设置；GSM无线数据通信；数据查询、统计、报表与打印；基于Internet的信息共享等。三、远程通讯单元远程通讯单元需要完成油井现地测量分机与监控中心数据处理系统之间的信息高效传输。从上面的内容可知，GSM(Global System of Mobile Cemmunication，全球移动通信网)网络的(Short Message Service，SMS)短信息方式最为成熟，通用无线分组数据业务(General Packet Radio Service，GPRS)资费低。油井测量系统中油井站点的数据测量分机要以高可靠性、低资费的通信方式完成与数据中心的系统主机间的信息交换。可以采取以下两种方式：(1) 在GSM网络已经覆盖且GPRS业务也已经开通的区域，采用GPRS和SMS两种相结合的通讯方式对于小批量的数据采用SMS方式通讯；而对于大批量的数据，则采用GPRS业务；(2) 在GSM网络已经覆盖但GPRS业务未开通的区域，采用SMS业务传输数据；远程测量系统结构图如图所示 创新点：1. 针对传统的RS-232或RS-485等通信方式不能满足远程监控数据采集的需要问题，设计出了一种基于W5300和32 bit ARM微处理器S3C2440A的嵌入式以太网通信接口。2. 基于GSM网络的油井远程测量系统设计方案，实现了对油井现场数据的测量、远程传输和及时统计。3. 短消息业务SMS和GPRS业务都是GSM网络的增值业务。它们利用现有的GSM基站系统来实现数据的远距离传输，运行稳定可靠漏码误码极少，而且不需组建自己的网络大大节省了组网成本非常适用于监测分机分布广、距离远而难于用有线方式组瞬的应用场台。4. 便于及时发现问题，有利于提高效益。采用远程测量系统后，可以及时发现停电、停机、缺相、油管堵塞、液面过低等情况，从而减少设备损坏，缩短停机时间，提高石油产量。采油过程中，井上井下的机电设备难免出现一些不正常情况，如缺相、井下出沙等。有些情况如能早发现早处理，就可将损失减至最低，否则很可能造成设备损坏甚至酿成重大事故。预期成果：制作完成基于GSM网油田数据采集系统产品实物。并实现以下功能：1. 油井现场数据测量单元完成对油井生产的石油日产量、天然气的日产量、油井的平均压力、油井的平均温度、3相电压、电流、有功功率P、无功功率Q等数据的采集。2. 数据远程传输单元采用SMS或GPRS方式实现数据的远程传送。以完成现场测量单元到监控中心的数据通讯工作。3. 监控中心数据处理采用大型数据库，通过它实现对整个油田的各个油井采油数据的管理，为生产管理部门及时进行生产决策奠定基础。4. 争取发表一篇论文。项目进度安排时间安排2014.062014.08产品调研（已完成）2014.082014.09需求分析（已完成）2014.092014.10系统设计方案的确立（初步完成）2014.102014.11系统开发平台的搭建2014.112014.12外围电路的设计2014.122015.01PCB电路绘制2015.012015.03软件设计2015.032015.04单元测试2015.042015.05集成测试2015.052015.06系统总结经费预算与用途1. 画PCB电路板及外围器件300元2. 6套支持3G功能的