CN207946115U - 长停井压力无线远程监控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及长停井压力监测领域的一种长停井压力无线远程监控器，包括有主控芯片，所述主控芯片连接有MIK‑P300压力传感器、DS18B20温度传感器、电池电量监测单元、GPS定位模块、指示灯、蜂鸣器、按键、1602液晶显示器和GPRS无线传输单元以及SIM卡和TF存储卡，还有电源转换单元和24V锂电池。所述长停井压力无线远程监控器可以实现长停井压力及温度远程监测，同时可以多点同步定时监测，同时具备防盗报警和火灾报警功能，超低功耗设计，充电一次监控器可以持续工作2年以上时间，并且具备电池电量检测电路，电池电量低于设定阈值及时向主控中心报警的功能，大大减小了巡井人员的工作强度，为长停井压力监测提供了一种便携设备。

Description

长停井压力无线远程监控器

技术领域

本实用新型涉及一种长停井压力无线远程监控器，更为具体地讲，涉及一种基于GPRS的无线长停井压力检测***。

背景技术

长停井大多在荒郊，偏远地区，而且分布极为零散，随着石油的不断开采，很多油田石油几乎开采完了，出现了很多废弃长停井。这些废弃的长停井不再投入生产，但是必须监测井口压力和井口温度等参数，防止出现井喷事故或者偷油事件。长停井数量多、距离远，通常相隔几十公里甚至上百公里，多数分布在偏僻地区，田间小路，车辆无法到达监控点。由于大多数长停井位置偏僻，市电和有线网络都无法到达，因此，目前大多采用人工巡井的方法，人工巡井耗时费力，而且维护成本很高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述难题，提供了一种长停井压力无线远程监控器。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：一种基于GPRS的长停井压力无线远程监控装置，包括主控芯片，所述主控芯片连接有MIK-P300压力传感器、DS18B20温度传感器、电池电量监测单元、GPS定位模块、指示灯、蜂鸣器、按键、1602液晶显示器和GPRS无线传输单元以及SIM卡和TF存储卡，还有电源转换单元和24V锂电池；所述的DS1820温度传感器、MIK-P300压力传感器和电池电量分压电路分别于主控芯片内部3路12位A/D的三个引脚相连接；GPRS无线传输单元与主控芯片的一个UART串口相连接；所述的主控芯片是STM32L471。

其中，所述MIK-P300压力传感器，采用24V直流电压供电，输出信号为0-5V电压信号，与主控芯片内部A/D相连接，测量井口压力值。

其中，所述DS18B20温度传感器，采用5V直流电压供电，用于测量井口环境温度。

其中，电池电量监测单元采用千分之一精密电阻串联，实现8倍电压衰减，然后通过一个电压跟随器，减小输出阻抗，输出端口连接到主控芯片内部A/D的一个引脚，实现电池电量监测功能。

其中，所述蜂鸣器通过一个三极管放大电路与主控芯片的一个普通引脚相连接，其作用是长停井压力无线远程监控器正常工作后，如果井口的压力或者温度突然发生变化，监测器发出警报声，并向主控室发送警报信号，油井出现偷油或者火灾事故。

其中，所述的TF卡存储单通过SPI总线与主控芯片相连，TF卡存储容量为32G，可以连续存储监控器三年的测量数据，存储的数据作为备份数据。

其中，所述LED指示灯，由三只发光二极管组成，一只作为电源指示灯，监控器上电发光，指示电源接通；一只作为探测器网络连接成功指示灯，网络连接成功，指示灯亮，网络正在连接，指示灯闪烁，网络连接异常，指示灯熄灭；一只作为监控器正常运行指示灯，监控器正常采集压力、温度并通过GPRS返回给主控中心，指示灯亮，否则，指示灯熄灭。

其中，所述独立按键有四个电容触摸按键组成，主要功能为确定、取消、左移和右移，用于设置监控器的参数。

其中，所述的GPRS无线通信模块和SIM卡一起，将测量数据通过无线网络的方式传至主控中心，可以实现多个监测点同步监控。

其中，所述GPS定位模块用于测量监控点的经纬度位置，方便查找监控地点的地理位置。

其中，所述电源转换单元和24V锂电池一起，为监控器供电，锂电池提供24V的直流电压，通过24V稳压模块稳压后输出给压力传感器供电，通过5V电压转换模块后输出稳定的5V电压，给温度传感器DS18B20、GPS定位模块、GPRS无线传输单元供电，通过3.3V电源转换模块转换后输出稳定的3.3V电压，给主控芯片及***电路供电。

其中，所述主控芯片采用32位主控器STM32L471，具有超低功耗的特点，正常工作电流为3mA，休眠状态下电流为8nA，唤醒时间仅为5μS，内置3路A/D转换电路。

本实用新型的有益效果为：通过GPRS无线网络传输，实现长停井压力、温度远程监测，并且***具有火灾报警和偷盗报警的功能，超低功耗，能够实现长停井压力等参数长期监测，为长停井监测提供了便携设备。

附图说明

图1是本实用新型实施例电路***原理图。

图2是本实用新型实施例主控电路图。

图3是本实用新型实施例电池电量监测单元电路图。

图4是本实用新型实施例TF卡存储电路图。

图5是本实用新型实施例电源转换电路图。

具体实施方式

为了能清楚的说明本方案的技术特点，下面通过一个具体的实施方案，并结合其附图，对其进行阐述。

如图1至图5所示，本实施例中所述的一种长停井无线远程监控器主要电路图。如图1，一种长停井无线远程监控器，包括主控芯片，主控芯片选用STM32L471，具有超低功耗特点，正常工作电流仅为3mA，休眠模式电流仅8nA，内置3路12位A/D转换器，可以实现三路模拟量采集，并且具有4个16位定时器，3路UART接口。主控芯片连接有电源供电电路、MIK-P300压力传感器、DS18B20温度传感器、电池电量监测单元、1602液晶显示器、GPS、LED指示灯、独立按键、TF卡和GPRS无线传输模块。

所述的MIK-P300压力传感器输出0-5V直流电压信号，直接连接至主控芯片内部A/D的引脚上，进行电压采集，并通过对应关系转换成压力值，当所测压力值发生很大变化时，则说明井口出现事故，井喷或者偷盗事故，主控器向监控中心发送报警信号；

所述DS18B20温度传感器与主控芯片的一个普通引脚相连，直接输出数字量给主控制器，通过相应转换公式转换成温度值，用于监控井口环境温度，当温度值发生巨大突变时，向监控中心发生报警通知，说明发生火灾事故；

所述电池电量检测单元主要是通过两个精密电阻给电池电压分压，衰减8倍，然后通过电压跟随器与主控芯片的一路内部A/D相连，测量电池电压，通过对应关系转换为电池剩余电量，当电量低于设定阈值时，通知主控中心对监控器电池进行充电，电路图如图3所示；

所述GPS模块通过UART串口与主控芯片相连接，测量监控点的经纬度坐标；

所述的GPRS模块通过UART串口与主控芯片相连接，主控芯片采集完电压、温度、电池电量和GPS经纬度后，通过GPRS模块传送给监控中心；

所述的TF卡通过SPI总线与主控芯片相连接，主控芯片将采集好的电压、温度、电池电量和GPS经纬度通过.txt格式存储在TF卡中，作为备份数据，TF选用32G大小，可以连续存储2年测量数据，具体电路图如图4所示。

所述的LED指示灯和独立按键与主控芯片的普通IO口相连，用于设置长停井无线远程监控器的参数。

所述电压转换电路如图5所示，主要由24V稳压电路、5V电压转换电路和3.3V电压转换电路组成，具体电路图如图5所示。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型均在保护之列。

Claims (7)

1.一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：包括主控芯片，所述主控芯片连接有MIK-P300压力传感器、DS18B20温度传感器、电池电量监测单元、GPS定位模块、指示灯、蜂鸣器、按键、GPRS无线传输单元以及SIM卡和TF存储卡，还包括电源转换单元和24V锂电池，所述主控芯片选用32位低功耗处理器STM32L471，所述MIK-P300压力传感器、DS18B20温度传感器与主控芯片内部A/D转换器引脚直接相连接，测量井口压力和井口环境温度，所述的电池电路检测单元将锂电池输出电压值经过衰减电路后，通过电压跟随器与主控芯片内部A/D引脚相连接，测量电池电压，通过对应关系式转换为电池剩余电量。

2.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：所述的GPS模块通过UART串口与主控芯片相连接，测量井口的经纬度坐标。

3.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：所述的指示灯、独立按键与主控芯片的普通IO端口连接，用于开机时设置监控器的参数。

4.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：蜂鸣器通过放大电路后，与主控芯片的一个普通IO端口相连接，用于故障时发出报警声音。

5.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：所述的TF卡通过SPI总线与主控芯片相连接，用于备份检测数据，使用32G容量TF卡，可以连续保存2年以上的测量数据。

6.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：所述的GPRS模块通过UART串口与主控芯片相连接，GPRS通过SIM与无线网络连接，实现测量数据无线传输的功能。

7.根据权利要求1所述的一种长停井压力无线远程监控器，其特征在于：所述的24V锂电池通过电源转换电路后产生24V、5V和3.3V直流电压***供电。