專利名稱：油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防盜報警器，特別涉及一種石油生產(chǎn)過程中用來實(shí)時監(jiān)控的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器。
背景技術(shù)：
在油田的生產(chǎn)過程中，儲油罐是用于暫時存儲生產(chǎn)過程中的原油。儲油罐一般都放置在人煙罕至的野外或各個生產(chǎn)隊上，這些儲油罐平常都處于無人看守的狀態(tài)，也沒有安裝任何自動化監(jiān)控設(shè)備。隨著國際油價的上升，這些沒有任何防盜措施的儲油罐屢屢遭遇到不法分子的盜油，隨著盜油現(xiàn)象的越來越頻繁，油田生產(chǎn)企業(yè)承受了重大的經(jīng)濟(jì)損失。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種用于實(shí)時監(jiān)控儲油罐液位，防止盜油的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器。為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器， 設(shè)一處理器單元分別與通訊接口單元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理單元連接，模擬量處理單元和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元發(fā)送報警信號。所述的報警通道單元設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元和SIM卡連接，另設(shè)有三極管Ql與GPRS芯片的LIGHT腳連接，Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接。所述模擬量處理單元，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的直流放大電路，采集電流信號或電壓信號后通過繼電器切換。所述數(shù)字量處理單元，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理器單元連接， 輸出與多個繼電器連接構(gòu)成多種輸入輸出方式。所述通訊接口單元設(shè)有RS232芯片和CAN芯片，分別與處理器單元連接。本實(shí)用新型用于采集現(xiàn)場的儲油罐液位值，通過采集4 20mA電流、0 5V電壓、 RS485總線、CAN總線上的儲油罐液位信號，并把信號轉(zhuǎn)換標(biāo)定成儲油罐的液位值，然后通過報警通道單元把液位數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心，如果發(fā)生盜油現(xiàn)象，則馬上報警提示。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于1)能實(shí)時有效對現(xiàn)場的儲油罐液位進(jìn)行全天M小時不間斷監(jiān)測，用戶在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過動畫畫面實(shí)時監(jiān)控油罐液位的變化情況，在發(fā)生盜油現(xiàn)象時自動給出報警提示；2)支持多種數(shù)據(jù)采集方式，既支持模擬量采集，也可以通過數(shù)字總線來和現(xiàn)場的液位測量裝置通訊取得液位數(shù)據(jù)；支持的模擬量有4 20mA電流、0 5V電壓信號；支持的數(shù)字總線有RS485，CAN, RS232等；3)大容量的存儲單元，既帶有內(nèi)置大容量的FLASH存儲芯片，還帶有Micro SD卡接口，最大可支持8G的SD卡，在大量存儲單元之上還開發(fā)了通用的文件系統(tǒng)來支持?jǐn)?shù)據(jù)的存放和查詢；4)支持多種報警通道，除了自帶GPRS報警方式，還支持ZIGBEE，以太網(wǎng)等多種報警方式；5)支持在線升級固件程序，支持在線通過USB升級固件程序。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的原理電路框圖；圖3為本實(shí)用新型的報警通道單元的電路圖；圖4為本實(shí)用新型的通訊接口單元的電路圖；圖5為本實(shí)用新型的存儲單元的電路圖；圖6為本實(shí)用新型的數(shù)字量處理單元的電路圖；圖7為本實(shí)用新型的模擬量處理單元的電路圖；圖8為本實(shí)用新型工作流程圖；圖中標(biāo)號說明1 一處理器單元；2—通訊接口單元；3—模擬量處理單元；4一數(shù)字量處理單元；5—存儲單元；6—報警通道單元；7—電源單元。
具體實(shí)施方式
請參閱附圖所示，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，設(shè)一處理器單元1分別與通訊接口單元2、存儲單元5、報警通道單元6、數(shù)字量處理單元4及模擬量處理單元3連接，模擬量處理單元3和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元1通過模擬量處理單元3按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元2發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元6發(fā)送報警信號。 如圖2所示，處理器單元1采用低功耗的32位嵌入式處理芯片U1A，待機(jī)功耗小于 luA，該芯片內(nèi)部自帶大容量的程序Flash空間、數(shù)據(jù)Ram空間、SPI接口、CAN接口、RS232
接口等。如圖2和圖3所示，所述的報警通道單元6設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元1和 SIM卡連接，另設(shè)有三極管Ql與GPRS芯片的LIGHT腳連接，當(dāng)LIGHT端口為高電平時LDl 指示燈亮，LIGHT端口為低電平時LDl指示燈滅；Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接，GPRS芯片U34和32位處理器芯片UlA通過串口通訊，在芯片UlA上電初始化階段需要對U34進(jìn)行復(fù)位操作，通過接通Q2三極管使得GPRS芯片的PWRKEY端口出現(xiàn)大于IS的低電平后關(guān)閉 Q2三極管，等待一段時間的延遲后，通過GPRS芯片U34的STATUS端口查看是否初始化成功。所述的GPRS芯片提供了 GPRS數(shù)據(jù)鏈路的連接和管理，支持TCP/IP協(xié)議、MODBUS協(xié)議。如圖7所示，所述模擬量處理單元3，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的直流放大電路，采集電流信號或電壓信號后通過繼電器切換。模擬量處理單元3由8路模擬量輸入組成，輸入4 20mA電流信號、0 -5V電壓信號，在輸入電流信號時需要短接跳線JP開關(guān)。如圖6所示，所述數(shù)字量處理單元4，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理器單元1連接，輸出與多個繼電器連接構(gòu)成多種輸入輸出方式。數(shù)字量處理單元4由16路光電隔離的輸入、4路光電隔離輸出、4路繼電器輸出組成。如圖4所示，所述通訊接口單元2設(shè)有RS232芯片U8和CAN芯片U7，分別與處理器單元連接。RS232芯片U8可用于和PC機(jī)通訊，CAN芯片U7可用于和現(xiàn)場的液位計通訊。 電源單元7提供了雙路的供電通道，其中一路提供給處理器單元1、存儲單元5及外設(shè)接口， 另一路用于提供報警通道單元6所需的大電流電源。除了 32位處理器單元1的電源，其他部分的電源可以暫時關(guān)閉以減低系統(tǒng)的功耗。如圖5所示，存儲單元5提供了兩種大容量存儲空間，即外部的串行Flash芯片 U33和Micro SD卡，既可以把用戶數(shù)據(jù)存放在外部的Flash芯片內(nèi)，也可以存放在Micro SD卡內(nèi)，還自帶了文件系統(tǒng)以支持用戶大容量數(shù)據(jù)的管理。Flash芯片U33用于保存配置信息，Micro SD卡CN3用于保存用戶的大量數(shù)據(jù)，其支持1G-8G的存儲卡。本實(shí)用新型用于采集現(xiàn)場的儲油罐液位值，通過采集4 20mA電流、0 5V電壓、 RS485總線、CAN總線上的儲油罐液位信號，并把信號轉(zhuǎn)換標(biāo)定成儲油罐的液位值，然后通過報警通道單元6把液位數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心，如果發(fā)生盜油現(xiàn)象，則馬上報警提示。如圖8所示，本實(shí)用新型的工作步驟如下步驟1、UlA芯片上電初始化32位處理器芯片UlA在上電初始化階段，通過芯片本身的電路監(jiān)控電源單元，在電源正常的情況下才開始芯片本身其他功能模塊的初始化；步驟2、存儲芯片U33、Micro SD卡初始化在UlA芯片初始化完成的基礎(chǔ)上，UlA芯片通過SPI總線和U33存儲芯片、Micro SD卡通訊設(shè)置并初始化U33、Micro SD卡，其中對存儲芯片U33的操作采用扇區(qū)的讀取或?qū)懭敕绞?，對于Micro SD卡采用在扇區(qū)的基礎(chǔ)上建立FAT文件系統(tǒng)，這樣對數(shù)據(jù)的管理就可以采用和PC數(shù)據(jù)格式兼容的方式。在初始化失敗時自動跳到出錯處理；步驟3、GPRS芯片UiM初始化32位處理器芯片UlA發(fā)出特定時序信號打開GPRS芯片U34的電源，在正常的情況下，GPRS芯片U34通過狀態(tài)端口把成功信號送給32位處理器芯片U1A。處理器芯片UlA 在得到正確的信號后發(fā)出進(jìn)GPRS網(wǎng)絡(luò)的命令后等待回復(fù)信號，若GPRS網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)GPRS芯片 U34的請求則返回一個請求允許的信號，在得到請求允許入網(wǎng)的信號后，處理器芯片UlA接著發(fā)出GPRS網(wǎng)絡(luò)類型及名稱、用戶名、密碼，在GPRS網(wǎng)絡(luò)檢查所有參數(shù)正確的情況下返回一個正確的信號給GPRS芯片U34，處理器芯片UlA通過GPRS芯片UM的狀態(tài)端口，得到是否正確入網(wǎng)的通知；步驟4、出錯處理在存儲芯片U33、Micro SD卡初始化失敗或GPRS芯片U34初始化失敗的情況下， 會進(jìn)入出錯處理機(jī)制，通過LED和蜂鳴器發(fā)出報警信號，用戶可以通過LED閃爍的方式和頻次來判斷故障的類型；步驟5、采集TO、TO的信號32位處理器芯片UlA通過啟動內(nèi)部自帶的ADC轉(zhuǎn)換器來依次采集第35、36、15、 16、17、18、33、34的電壓信號，32位處理器芯片UlA內(nèi)部自帶多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過該模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)用1路ADC轉(zhuǎn)換電路采集多路模擬信號；步驟6、轉(zhuǎn)換并標(biāo)定工程值通過采集模擬芯片TO、U6的信號，32位處理器芯片UlA得到相應(yīng)電壓ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過32位處理器芯片UlA的二次曲線轉(zhuǎn)換成標(biāo)定值；步驟7、數(shù)據(jù)異常報警32位處理器芯片UlA采集數(shù)據(jù)時出現(xiàn)異常，即發(fā)生儲油罐被盜油現(xiàn)象自動發(fā)出報警提示，報警的通道是通過GPRS芯片U34發(fā)出，首先在發(fā)現(xiàn)異常時32位處理器芯片UlA通過喚醒GPRS芯片U34使其進(jìn)入工作模式后把異常的數(shù)據(jù)值和報警方式發(fā)出；步驟8、系統(tǒng)進(jìn)入等待在處理完上面所有的工作后，進(jìn)入等待周期，等待下一次工作的開始。
權(quán)利要求1.一種油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，其特征在于設(shè)一處理器單元分別與通訊接口單元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理單元連接，模擬量處理單元和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元發(fā)送報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，其特征在于所述的報警通道單元設(shè)有GPRS芯片分別與處理器單元和SIM卡連接，另設(shè)有三極管Ql與GPRS芯片的LIGHT 腳連接，Q2與GPRS芯片的PWRKEY腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，其特征在于所述模擬量處理單元，是設(shè)有多個采集4 20mA電流信號和0 5V電壓信號的直流放大電路，采集電流信號或電壓信號后通過繼電器切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，其特征在于所述數(shù)字量處理單元，是設(shè)有多個光耦合隔離電路輸入分別與處理器單元連接，輸出與多個繼電器連接構(gòu)成多種輸入輸出方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，其特征在于所述通訊接口單元設(shè)有RS232芯片和CAN芯片，分別與處理器單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種油田站點(diǎn)儲油罐防盜報警器，設(shè)一處理器單元分別與通訊接口單元、存儲單元、報警通道單元、數(shù)字量處理單元及模擬量處理單元連接，模擬量處理單元和儲油罐的液位傳感器連接，處理器單元通過模擬量處理單元按時檢測儲油罐的液位，液位異常時，通過通訊接口單元發(fā)送信息至主控中心，同時通過報警通道單元發(fā)送報警信號。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)時有效對現(xiàn)場的儲油罐液位進(jìn)行全天24小時不間斷監(jiān)測，用戶在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過動畫畫面實(shí)時監(jiān)控油罐液位的變化情況，在發(fā)生盜油現(xiàn)象時自動給出報警提示。
文檔編號G08B25/10GK201990123SQ20112004447
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者劉世平, 劉曙光, 彭銳, 文健, 王濤, 王立軍, 董欣運(yùn), 鄧衛(wèi)東, 陳德智 申請人:上海江潤石油科技有限公司