基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)。主要解決了野外油田設(shè)備容易被盜的問題。由監(jiān)控主機（S1）和監(jiān)控副機（S2）組成，其特征是：監(jiān)控主機(S1)具有外殼體（1），在外殼體（1）上固定攝像頭（5）、由溫度傳感器（4）和濕度傳感器（6）構(gòu)成的傳感器組以及接線端子排（7），在殼體背后固定有用于和抽油機固定架連接的永磁體吸盤（2），在殼體上面固定有一塊太陽能電池極板（3）。具有防盜措施多樣，防盜效果好的特點。
【專利說明】基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能夠利用GPRS網(wǎng)絡(luò)以及無線技術(shù)實現(xiàn)對抽油機井口設(shè)備進行遠程監(jiān)控的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開發(fā)過程中，大量應(yīng)用抽油機的設(shè)備需要在野外進行連續(xù)的采油生產(chǎn)，這樣雖然可以滿足對原油產(chǎn)量的要求，但是由于這些設(shè)備附近大多數(shù)都無人值守，因此每年都會有大量的電機、電纜、變壓器、輸配電線路及配電設(shè)施失竊，因此使油田生產(chǎn)遭受巨大的經(jīng)濟損失。對此，人們采取了一些防盜措施，但苦于油田范圍過大，而這些防盜措施又多數(shù)需要專人巡檢后才能發(fā)揮作用，同時還不能提供設(shè)備被盜時的影像記錄以及對犯罪分子形成一定的威懾力，因此，效果不好。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決【背景技術(shù)】中給出的現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型提供一種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用GPRS網(wǎng)絡(luò)以及無線技術(shù)實現(xiàn)對抽油機井口設(shè)備進行遠程監(jiān)控，同時還會對犯罪分子產(chǎn)生一定的威懾力使其放棄盜竊行為。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:該種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主機和監(jiān)控副機組成，監(jiān)控主機具有外殼體，在外殼體上固定攝像頭、由溫度傳感器和濕度傳感器構(gòu)成的傳感器組以及接線端子排，在外殼體背后固定有用于和抽油機固定架連接的永磁體吸盤，在殼體上面固定有一塊太陽能電池極板；在殼體內(nèi)固定有低電平檢測電路、電流檢測電路、太陽能轉(zhuǎn)換電路、ETC3088攝像頭驅(qū)動模塊、采用C8051F310作為主芯片的主微處理器、采用nRF24L01芯片的無線發(fā)射模塊以及采用SM300芯片的GPRS模塊，其中，溫度傳感器和濕度傳感器分別向主微處理器輸出測量到的感應(yīng)信號，低電平檢測電路和電流檢測電路則分別向單片機C8051F310輸出電流檢測信號，其中，低電平檢測電路由變阻器、I號電阻、2號電阻、3號電阻、電容、三極管、光電耦合器組成，I號電阻接至正向電源與三極管的基極之間，變阻器的變阻端接至此基極，其另一端作為與待監(jiān)測設(shè)備動力電纜的連接端，光電耦合器的輸入端經(jīng)3號電阻接于三極管的發(fā)射極與地線之間，電容并聯(lián)于光電I禹合器的輸入端，由此光電I禹合器的輸出端引出的兩個端子，一個經(jīng)2號電阻與正向電源相接，另一個作為與主微處理器電流信號輸入端的連接端子。攝像頭(5)輸出的信號經(jīng)過ETC3088攝像頭驅(qū)動模塊處理后輸入到主微處理器的串行輸入口 ；采用nRF24L01芯片的無線發(fā)射模塊以及采用SM300芯片的GPRS模塊分別在主微處理器的對應(yīng)端口以雙向數(shù)據(jù)流的方式連接，經(jīng)SM300將警報信和影像通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠程傳輸。此外，本系統(tǒng)還具有一個監(jiān)控副機，監(jiān)控副機安裝在抽油機拖動部分的底座上，由同樣采用C8051F310作為主芯片的副微處理器、采用ULN2003型達林頓管和2塊繼電器構(gòu)造的保護電路以及無線接收模塊連接后構(gòu)成；其中，監(jiān)控副機中的無線接收模塊與監(jiān)控主機中的無線發(fā)射模塊相配合。所述保護電路中的2塊繼電器分別通過內(nèi)部觸點接通報警電路及電擊防盜電路。
[0005]本實用新型具有如下有益效果:由于使用本裝置，通過接線端子排，將電流檢測電路通過電流互感器接入測量抽油機電流，將低電平檢測電路中偏置電壓輸入端連接井口電氣設(shè)備的鎧裝電力電纜的屏蔽層或空余纜線，同時開啟太陽能轉(zhuǎn)換電路以及打開攝像頭，這樣，一旦有不法分子試圖斷開這些設(shè)備或使電力電纜、配電箱、電動機等設(shè)備缺失，則對地末端短路失去，偏置電壓恢復(fù)，三極管立即得電工作。其發(fā)射極電流導(dǎo)通具備延時自鎖的光電耦合器，輸出報警信號至主微處理器后由GPRS模塊遠程發(fā)送報警信號以及采集的影像信號給油田監(jiān)控中心，同時通過無線發(fā)送模塊將警報信息發(fā)至固定在抽油機拖動部分的底座上的監(jiān)控副機，監(jiān)控副機通過無線接收模塊接收后，由副微處理器控制保護電路動作，一方面使報警電路發(fā)聲，另一方面接通電擊防盜電路使布設(shè)在抽油機底座附近的區(qū)域帶電，從而迫使不法分子停止。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型所述監(jiān)控主機部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是本實用新型所述監(jiān)控主機和監(jiān)控副機部分的組成框圖。
[0008]圖3是具體實施時，所述監(jiān)控主機內(nèi)電流檢測電路的電氣原理圖。
[0009]圖4是具體實施時，所述監(jiān)控副機內(nèi)的電氣原理圖。
[0010]圖5是具體實施時，所述監(jiān)控主機內(nèi)低電平檢測電路的電氣原理圖。
[0011]圖6是具體實施時，所述監(jiān)控主機內(nèi)無線發(fā)射模塊與主微處理器連接后的電氣原理圖。
[0012]圖中1-外殼體，2-永磁體吸盤，3-太陽能電池極板，4-溫度傳感器，5-攝像頭，
6-濕度傳感器，7-接線端子排，S1-監(jiān)控主機，S2-監(jiān)控副機。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014]由圖1所示，本種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主機SI和監(jiān)控副機S2組成，監(jiān)控主機SI具有外殼體I，在外殼體I上固定攝像頭5、由溫度傳感器4和濕度傳感器6構(gòu)成的傳感器組以及接線端子排7，在殼體背后固定有用于和抽油機固定架連接的永磁體吸盤2,在殼體上面固定有一塊太陽能電池極板3。在殼體內(nèi)固定有低電平檢測電路、電流檢測電路、太陽能轉(zhuǎn)換電路、ETC3088攝像頭驅(qū)動模塊、采用C8051F310作為主芯片的主微處理器、采用nRF24L01芯片的無線發(fā)射模塊以及采用SM300芯片的GPRS模塊。其中，溫度傳感器4和濕度傳感器6分別向主微處理器輸出測量到的感應(yīng)信號，低電平檢測電路和電流檢測電路則分別向單片機C8051F310輸出電流檢測信號。具體連接方式如圖2所示，通過接線端子排，將電流檢測電路通過電流互感器接入測量抽油機電流，將低電平檢測電路中偏置電壓輸入端連接井口電氣設(shè)備的鎧裝電力電纜的屏蔽層或空余纜線，同時開啟太陽能轉(zhuǎn)換電路以及打開攝像頭5。
[0015]其中，低電平檢測電路如圖5所示，由變阻器、I號電阻、2號電阻、3號電阻、電容、三極管、光電耦合器組成，I號電阻接至正向電源與三極管的基極之間，變阻器的變阻端接至此基極，其另一端作為與待監(jiān)測設(shè)備動力電纜的連接端，光電耦合器的輸入端經(jīng)3號電阻接于三極管的發(fā)射極與地線之間，電容并聯(lián)于光電耦合器的輸入端，由此光電耦合器的輸出端引出的兩個端子，一個經(jīng)2號電阻與正向電源相接，另一個作為與主微處理器電流信號輸入端的連接端子。攝像頭5輸出的信號經(jīng)過ETC3088攝像頭驅(qū)動模塊處理后輸入到主微處理器的串行輸入口 ；采用nRF24L01芯片的無線發(fā)射模塊以及采用SM300芯片的GPRS模塊分別在主微處理器的對應(yīng)端口以雙向數(shù)據(jù)流的方式連接，經(jīng)SM300將警報信和影像通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠程傳輸。低電平檢測電路中由I號電阻為三極管的基極提供偏置電壓，在警戒狀態(tài)下，偏置電壓經(jīng)低電平檢測線路、鎧裝電力電纜的屏蔽層或空余纜線、配電箱內(nèi)的無接地屏蔽線、電動機的外殼至接地，對地末端實際短路，三極管的基極處于低電平不工作狀態(tài)。利用這個電路以及正常的三相電流檢測電路可以監(jiān)測電網(wǎng)末端設(shè)備運行，解決了抽油機動靜態(tài)工作情況監(jiān)測的問題。三相電流檢測電路如圖3所示。
[0016]此外，本系統(tǒng)還具有一個監(jiān)控副機S2，監(jiān)控副機S2安裝在抽油機拖動部分的底座上，如圖4所示，由同樣采用C8051F310作為主芯片的副微處理器、采用ULN2003型達林頓管和2塊繼電器構(gòu)造的保護電路以及無線接收模塊連接后構(gòu)成；其中，監(jiān)控副機S2中的無線接收模塊與監(jiān)控主機SI中的無線發(fā)射模塊相配合，所述保護電路中的2塊繼電器分別通過內(nèi)部觸點接通報警電路和電擊防盜電路，
[0017]安裝時，將監(jiān)控主機SI安裝在抽油機機架上端，將低電平檢測電路通過鎧裝電力電纜的屏蔽層或空余纜線、配電箱內(nèi)無接地的屏蔽線、電動機外殼接地，將電流監(jiān)測電路與位于鎧裝電力電纜前端的電流互感器相連接，太陽能控制的直流備用電源用于支持本系統(tǒng)在系統(tǒng)外部斷電后的正常工作。監(jiān)控副機配用堅固金屬外殼安裝于變壓器平臺或抽油機傳動部分底座上，防止人為破壞，系統(tǒng)各部分監(jiān)測功能根據(jù)現(xiàn)場需求調(diào)整選擇配套。
[0018]本實用新型通過上述方案實現(xiàn)了監(jiān)測電網(wǎng)末端抽油機等設(shè)備運行狀態(tài)的目的，解決了抽油機動、靜態(tài)工作情況的監(jiān)測問題。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控主機(SI)和監(jiān)控副機(S2)組成，其特征是:監(jiān)控主機(SI)具有外殼體(1)，在外殼體(I)上固定攝像頭(5)、由溫度傳感器(4 )和濕度傳感器(6 )構(gòu)成的傳感器組以及接線端子排(7 )，在殼體背后固定有用于和抽油機固定架連接的永磁體吸盤(2),在殼體上面固定有一塊太陽能電池極板(3);在殼體內(nèi)固定有低電平檢測電路、電流檢測電路、太陽能轉(zhuǎn)換電路、ETC3088攝像頭驅(qū)動模塊、采用C8051F310作為主芯片的主微處理器、采用nRF24L01芯片的無線發(fā)射模塊以及采用SIM300芯片的GPRS模塊；監(jiān)控副機安裝在抽油機拖動部分的底座上，采用C8051F310作為主芯片的副微處理器、采用ULN2003型達林頓管和2塊繼電器構(gòu)造的保護電路以及無線接收模塊連接后構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:低電平檢測電路由變阻器、I號電阻、2號電阻、3號電阻、電容、三極管、光電耦合器組成，I號電阻接至正向電源與三極管的基極之間，變阻器的變阻端接至此基極，其另一端作為與待監(jiān)測設(shè)備動力電纜的連接端，光電耦合器的輸入端經(jīng)3號電阻接于三極管的發(fā)射極與地線之間，電容并聯(lián)于光電I禹合器的輸入端，由此光電I禹合器的輸出端引出的兩個端子，一個經(jīng)2號電阻與正向電源相接，另一個作為與主微處理器電流信號輸入端的連接端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:監(jiān)控副機(S2)中的無線接收模塊與監(jiān)控主機(SI)中的無線發(fā)射模塊相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微型計算機控制下的抽油機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述保護電路中的2塊繼電器分別通過內(nèi)部觸點接通報警電路及電擊防盜電路。
【文檔編號】G05B19/418GK203673318SQ201320822344
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】劉春 , 譚琨, 馬英瑞, 王建 申請人:中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局