基于单片机的井场仪表参数无线传输系统设计

1、基于单片机的井场仪表参数无线传输系统设计目前，全国油田钻井现场基本都是有线数据传输。有线传输有无数缺点，现场布线复杂而且存在平安隐患，钻井是流淌作业，每钻一口井就要重新布一次线，这样既费时又费劲，有时还会因为布线走向的问题导致线路被碰断。普通说来，数据线都是空中架设，风吹日晒使数据线老化的较快，这样就带来挺直的经济损失。钻井现场有无数公司在作业，有些参数各公司是共用的，同一个参数每个公司都要读取一次，就需要在同一个测量点上安装两台甚至更多的变送器，这样既造成了铺张又使得现场变送器安装位置紧急。本系统采纳无线通信技术，一点放射多点接收，可以实现信息分享，避开了布线的棘手，而且流淌作业时可以便利地

2、安装和拆卸，很好地提高了工作效率。2 系统硬件设计1所示，本系统主要分为控制室主机和现场从机，且全部元件均选用符合工业级要求的产品，大大提高了系统的牢靠性、耐高温性和抗震性。2.1 控制室主机控制室主机分为控制主机和旁听主机，这是由于钻井现场有多个单位共同作业，都需要现场的数据。对于只需要现场数据的单位可安装旁听主机，只接收现场的各种数据；对于同时需要对现场电机举行控制的单位可安装控制主机。工作原理1所示。主机由计算机、和无线通信模块fc211等部分组成。主要功能是：拜访分布在现场各种仪表处的从机，采集他们的各项数据，并向从机发送控制指令控制电机的启停。2.2 现场从机现场从机由单片机部分、电

3、源供电部分、数据采集部分、无线通信部分组成。本系统无线通信部分采纳fc211无线通信模块。该模块数据接口为全双工串行接口，无线传输距离为800 m(空旷地)，彻低满足现场用法条件，而且此模块性能稳定，使得囫囵系统在多机通信肘能够稳定运行，实现了对现场数据的精确管理。3 系统软件设计2所示，该系统的工作原理是：现场从机分布在钻井现场的各个位置，将附近的仪表数据采集到单片机内的存储单元，等待控制室主机查询。控制室主机以点名的方式查询现场从机，将数据采集到主机内，并送到上位机举行处理。当控制室主机查询从机时，分布在现场的各个单位的旁听主机也会收到现场从机的数据，这样就实现了现场数据的实时更新。当控制

4、室需要对现场电机控制时，就可以向控制电机的从机发控制指令，从机接到指令将电机歼启或停止，并将所检测的电机状态发回主机。通信协议设计如下：现场每个从机都有一个固定的8位地址(通过拨码开关设定)，所以囫囵网络能容纳256个从机。现场从机向来处于侦听状态，等待主机点名。点名指令是一个4 b的指令包，分为两种，查询指令和控制指令，格式如下：指令包头：一个指令包的开头，并解释是哪种指令。0xaa：查询指令；0xbb：控制指令。从机地址：被点名的从机地址，地址范围是0255。指令数据：当为控制指令时，该字节的后四位表示4路开关量的状态。指令包尾：数据包的结束标记，也是从机推断指令是否正确接收的标记。当从机

5、收到点名指令时，首先推断指令包中的从机地址与自己的地址是否相符，假如不是则等待下一次点名，假如是再推断是哪种指令。假如是查询指令则首先将自己地址发送给主机作为点名确认信息，随后再将数据包发送出去，数据包为一个13 b数据包，详细格式如下：字节1：从机地址；字节2：主机用来推断是否是更新数据的标记字节，此字节为1；字节3：开关量输入输出，高4位为开关量输入，低4位为开关量输出；字节4：脉冲计数；字节5宁节12：4路十位ad转换数据；字节13：数据包结束字节。假如是控制指令则首先返回自己的地址作为点名确认信息，主机收到后，将发送5次指令数据，从机收到后，将这5次收到的数据与开头收到的控制指令里的指令数据比较，假如全都则将指令输出到io口，控制，0.5 s后再采集一次数据，将开关量数据传回到主机来显示电机的工作状态，这样就完成控制室主机控制现场电机的过程。 当控制室主机拜访现场从机时，那些旁听主机也收到了现场传来的数据，从而不断更新数据。4 结 语日前此系统已经应用到钻井现场。经过实践，本系