針對(duì)鉆井平臺(tái)數(shù)據(jù)采集存在的問題,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)計(jì)鉆井平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)感知與采集的專用系統(tǒng)。對(duì)鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的鉆井平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集總體框架;對(duì)井場感知節(jié)點(diǎn)、隨鉆感知節(jié)點(diǎn)和ZigBee網(wǎng)關(guān)等的硬件,設(shè)計(jì)原理框圖,對(duì)井場感知節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)太陽能電池供電電路;對(duì)感知節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),對(duì)系統(tǒng)軟件的QoS進(jìn)行優(yōu)化與仿真,以提高感知即服務(wù)的質(zhì)量和時(shí)間響應(yīng)特性。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)采用Endress+Hauser公司PMP131壓力傳感器中的兩線制電流型，其輸出電流為4mA-20mA。采用多點(diǎn)采集，即在壓縮空氣管道內(nèi)壁，多個(gè)點(diǎn)位安裝PMP131壓力傳感器，將各個(gè)傳感器的輸出信號(hào)使用屏蔽線，輸入到ZigBee處理模塊，其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，ZigBee芯片選用美國TI公司的CC2530，并使用CC2591對(duì)其信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展，以使收發(fā)端的無線信號(hào)更強(qiáng)。在電源方面，使用充電式鋰電池與太陽能板一起構(gòu)成感知部分的電源模塊，傳感器本身電源使用專用電源線路。太陽能電池板使用單晶體硅太陽電池片，其輸出壓降為5.5 V、電流為140 mA/h-160 mA/h，尺寸為90ms×90ms。采用上海如韻電子科技有限公司的太陽能板供電的單節(jié)鋰電池充電管理芯片—CN3063，同時(shí)使用該公司的極低功耗電池電壓檢測芯片—CN301；這兩個(gè)芯片在本系統(tǒng)中，用作充電和放電的管理與保護(hù)芯片，且放電保護(hù)時(shí)與LM1117-3.3芯片一起構(gòu)成感知節(jié)點(diǎn)的電源模塊，其具體電路原理如圖3所示[9]。

太陽能電池板使用單晶體硅太陽電池片，其輸出壓降為5.5 V、電流為140 mA/h-160 mA/h，尺寸為90ms×90ms。采用上海如韻電子科技有限公司的太陽能板供電的單節(jié)鋰電池充電管理芯片—CN3063，同時(shí)使用該公司的極低功耗電池電壓檢測芯片—CN301；這兩個(gè)芯片在本系統(tǒng)中，用作充電和放電的管理與保護(hù)芯片，且放電保護(hù)時(shí)與LM1117-3.3芯片一起構(gòu)成感知節(jié)點(diǎn)的電源模塊，其具體電路原理如圖3所示[9]。ZigBee網(wǎng)關(guān)是本系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，主要完成ZigBee信號(hào)到以太網(wǎng)或其它形式的轉(zhuǎn)換，以便在系統(tǒng)控制端實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。ZigBee網(wǎng)關(guān)采用ARM Cortex-A8作為核心處理器，外接SD卡、以太網(wǎng)絡(luò)控制器兩個(gè)、相應(yīng)的存儲(chǔ)器芯片和CC2530芯片等構(gòu)成，其具體原理框架如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3282814