專利名稱：一種用于鉆井現(xiàn)場的無線傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油、煤礦及地質(zhì)勘探鉆井工程測斜領(lǐng)域，一種用于鉆井現(xiàn)場的 無線傳感器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油、煤礦及地質(zhì)勘探在進行鉆井過程中需要測得泥漿泵立管壓力、大鉤負(fù)荷、轉(zhuǎn) 盤扭矩等參數(shù)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是由裝在鉆井架上的各種傳感器輸出的模擬信號經(jīng)單片機進 行A/D轉(zhuǎn)換得到的，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制室?，F(xiàn)場控制室在距離井架幾十甚至上百米遠(yuǎn) 的地方。目前井場普遍采用有線傳輸方式傳送數(shù)據(jù)，這樣就需要數(shù)根上百米的電纜，而且要 在井場提前進行布線施工，一般采用高架或挖溝土埋的方式，一旦確定電纜位置再移動傳 感器位置就比較困難，不利于現(xiàn)場靈活施工需要，高架電纜線對井場安全存在隱患，地下的 電纜線在出現(xiàn)傳輸故障時不易找到故障位置。如果采用無線通信方式鉆井現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜， 機電設(shè)備工作時產(chǎn)生電磁波噪聲，因而影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，使得在鉆井工程中測試數(shù)據(jù)方便、準(zhǔn)確，本實用 新型提供一種用于鉆井現(xiàn)場的無線傳感器系統(tǒng)，可以實現(xiàn)井場地面設(shè)備的無線通信。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于鉆井現(xiàn)場無線傳感器 系統(tǒng)，由主機和從機構(gòu)成系統(tǒng)，相互直接進行通信。主機和從機是由天線、機殼、接口組成， 天線與機殼的天線接口相連接，接口與傳感器或PC機相連，機殼內(nèi)部裝有無線通信模塊， 從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。主機可以是一個或者多個，從機也可以是一個或者多個，利用無線調(diào) 頻技術(shù)通過命令將上位機和下位機通信頻率進行修改，以避開井場設(shè)備噪聲引起的干擾， 在井場現(xiàn)場的無線收發(fā)主機(即從機)不增加按鈕和通信接口或重新燒錄程序等情況下， 通過控制室內(nèi)PC機(即上位機)控制系統(tǒng)實現(xiàn)從機與控制室內(nèi)無線收發(fā)主機(即主機) 無線通信頻率的變更。無線收發(fā)主機采用堅固外殼，只有一個傳感器接口和一個天線接口， 以保證工作可靠性。主機與上位機相連，功能是1、將上位機要發(fā)給從機的數(shù)據(jù)進行處理，然后轉(zhuǎn)變?yōu)?無線信號發(fā)射給從機；2、將接收到的無線信號進行數(shù)據(jù)處理，然后發(fā)送給主機；3、可以接 受上位機所發(fā)的設(shè)置命令并進行相應(yīng)操作。一般主機的頻率修改只需要上位機向其發(fā)送一 條命令即可實現(xiàn)。從機與相應(yīng)傳感器相連，主要功能有1、接收主機發(fā)來的無線信號，進行數(shù)據(jù)處 理，然后做出相應(yīng)操作；2、將傳感器傳來的信號進行A/D轉(zhuǎn)換；3、向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。從機不 能直接與上位機相連，修改頻率只能通過主機發(fā)送來的無線信號進行，而無線通信要保證 主機和從機通信頻率相同才可以實現(xiàn)，所以改頻操作相對復(fù)雜。首先，從機和主機實現(xiàn)通信，即工作頻率一致。然后，明確目標(biāo)頻率的控制字，根據(jù) 協(xié)議制定出相應(yīng)命令。然后進行協(xié)調(diào)通信頻率變更，方法如下[0008]1、主機發(fā)送通信頻率修改命令。2、從機收到通信頻率修改命令后向主機發(fā)送響應(yīng)信號。3、主機接到從機發(fā)來的響應(yīng)信號跳變到目標(biāo)頻率向從機發(fā)送確認(rèn)信號。4、主機讀取從機的參數(shù)，以確認(rèn)修改通信頻率成功。本實用新型的有益效果是，實現(xiàn)井場地面設(shè)備的無線通信，并且主機通過向從機 發(fā)送指令，可以實現(xiàn)自動識別和組網(wǎng)，以及改變工作頻段的功能。避免了傳統(tǒng)的無線收發(fā)頻 率已固化在電路芯片中，如變更通信頻率需要拆開從機，燒錄新程序來實現(xiàn)的方式，使原本 復(fù)雜的工作簡單化，實現(xiàn)現(xiàn)場切換無線傳輸設(shè)備通信頻率。

圖1是本實用新型無線傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型中無線通信模塊剖面示意圖。圖3本實用新型從機通信頻率切換程序流程圖。圖4是本實用新型上位機通信頻率切換程序流程圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型，
以下結(jié)合附圖對本實用新型作 詳細(xì)的說明。本實用新型是一種用于鉆井現(xiàn)場無線傳感器系統(tǒng)，由主機和從機構(gòu)成系統(tǒng)，相互 直接進行通信。主機和從機由天線(1)、機殼(2)、接口(3)組成，天線(1)與機殼(2)的天 線接口相連接，接口(3)與傳感器或PC機相連，機殼(2)內(nèi)部裝有無線通信模塊(4)，從而 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。本實用新型的無線通信模塊(4)實現(xiàn)頻率切換的流程進行說明如下如圖3所示，通信頻率修改指令至少要包括巾貞頭、命令控制字、設(shè)備ID號、目標(biāo)頻 率控制字、數(shù)據(jù)校驗位。當(dāng)從機接收到通信頻率修改指令就進入修改頻率子程序。先將命 令中的ID號提取，判斷是否為本從機ID，若不是就跳出修改頻率子程序，是則進入下面程序。提取指令中的目標(biāo)頻率控制字，存放到新頻率參數(shù)中，并初始化改頻等待限制次 數(shù)m為0。無線通信不如有線的可靠，一般數(shù)據(jù)發(fā)送不止一次，為提高改頻成功的幾率設(shè)置 如下循環(huán)首先，向主機發(fā)送響應(yīng)指令。然后初始化無線收發(fā)芯片到新(目標(biāo))頻率等待接 收主機的確認(rèn)指令，同時將m增1，接到確認(rèn)指令后更新舊頻率參數(shù)，調(diào)頻成功，退出修改頻 率子程序。若到等待時限Tl仍為接到主機的確認(rèn)指令，則初始化無線收發(fā)芯片為舊頻率， 先判斷m是否小于設(shè)定值，若小于則跳轉(zhuǎn)到本段開頭進行循環(huán)，若m不小于設(shè)定值則改頻失 敗，退出修改頻率子程序。采用本方法進行通信頻率修改，即使改頻不成功，從機會將頻率恢復(fù)到舊頻率。為 方便找到從機的通信頻率，從機最好設(shè)置一個默認(rèn)頻率，在重新通電時恢復(fù)到此頻率。上位機切換頻率程序流程如圖4所示。上位機發(fā)出修改頻率指令后，等待一段時 間接收從機發(fā)的響應(yīng)指令，若到改頻設(shè)定的總時限都沒收到響應(yīng)指令則顯示改頻失敗然后結(jié)束。若收到響應(yīng)指令，首先向主機發(fā)送改頻到目標(biāo)頻率指令，然后發(fā)送確認(rèn)指令，最后通 過讀取從機數(shù)據(jù)判斷是否改頻成功。若可以接收到數(shù)據(jù)則顯示改頻成功，然后結(jié)束，否則顯 示改頻失敗，然后結(jié)束。 以上對本實用新型實施進行了詳細(xì)介紹，并闡述了具體實施方式
在實際使用過程 中實現(xiàn)無線通信設(shè)備進行通信頻率修改的方法。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用 新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng) 理解為對本方法實用新型使用的限制。
權(quán)利要求一種用于鉆井現(xiàn)場的無線傳感器系統(tǒng)，由主機和從機構(gòu)成系統(tǒng)，主機和從機由天線(1)、機殼(2)、接口(3)組成，其特征是機殼(2)內(nèi)部裝有無線通信模塊(4)，天線(1)與機殼(2)的天線接口相連接，接口(3)與傳感器或PC機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線傳感器系統(tǒng)，其特征是主機可以是一個或者多個，從機也 可以是一個或者多個。
專利摘要一種用于鉆井現(xiàn)場的無線傳感器系統(tǒng)，由主機和從機構(gòu)成系統(tǒng)，相互直接進行通信。主機和從機是由天線、機殼、接口組成，天線與機殼的天線接口相連接，接口與傳感器或PC機相連，機殼內(nèi)部裝有無線通信模塊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。主機可以是一個或者多個，從機也可以是一個或者多個。本實用新型實現(xiàn)井場地面設(shè)備的無線通信，并且主機通過向從機發(fā)送指令，可以實現(xiàn)自動識別和組網(wǎng)，以及改變工作頻段的功能。避免了傳統(tǒng)的無線收發(fā)頻率已固化在電路芯片中，如變更通信頻率需要拆開從機，燒錄新程序來實現(xiàn)的方式，使原本復(fù)雜的工作簡單化，實現(xiàn)現(xiàn)場切換無線傳輸設(shè)備通信頻率。
文檔編號E21B47/12GK201714372SQ20102025563
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者張耀輝 申請人:北京六合偉業(yè)科技有限公司