本發(fā)明屬于流量采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的流量采集裝置。

背景技術(shù)：
在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，往往需要工作人員在井上實(shí)時(shí)監(jiān)控井下狀態(tài)，包括設(shè)備工作狀態(tài)、井下環(huán)境信息等。這就需要通過各種傳感器不斷采集井下信息，再經(jīng)由信號(hào)通道傳輸回井上。一般在信號(hào)通道上采用滑環(huán)連接傳輸?shù)姆绞絒1]，信號(hào)通過旋轉(zhuǎn)接觸的滑環(huán)（A,B）傳輸。由于大多數(shù)傳感器輸出的信號(hào)都是弱電，所以在信號(hào)通過滑環(huán)傳輸時(shí)，滑環(huán)的接觸電阻對(duì)信號(hào)的影響就是不可忽略的，它使采集的信號(hào)精度大大降低，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致采集的信號(hào)完全偏離真實(shí)值，這樣根本無法保證井上采集到正確的信號(hào)數(shù)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)采集裝置。采集模塊直接從傳感器獲取信號(hào)值，再由無線發(fā)射模塊發(fā)送出去，另一端的無線接收模塊再把接收到的信號(hào)數(shù)據(jù)信息等提供給MCU控制器，最后MCU控制器將信號(hào)發(fā)送到控制顯示端進(jìn)行處理控制和顯示。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)采集裝置，由電源模塊、流量傳感器、高精度AD采集模塊、發(fā)射端MCU微控制器、無線發(fā)射模塊、發(fā)射端滑環(huán)、接收端滑環(huán)、無線接收模塊、接收端MCU微控制器和CAN通信模塊組成，其中：發(fā)射端滑環(huán)和接收端滑環(huán)連接在一起；流量傳感器、高精度AD采集模塊、發(fā)射端MCU微控制器和無線發(fā)射模塊安裝在發(fā)射端滑環(huán)上；無線接收模塊、接收端MCU微控制器和CAN通信模塊安裝在接收端滑環(huán)上；所述的電源模塊采用AMS1117電源芯片，為采集裝置的其他各個(gè)模塊提供工作電源，電源模塊上有不同的電源芯片，經(jīng)過電源芯片的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生各個(gè)模塊正常工作所需的3.3V直流電壓；所述的流量傳感器采用BF350型電阻式應(yīng)變片，用于將流體流量的數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；所述高精度AD采集模塊采用AD7799高精度AD采集芯片，直接與流量傳感器相連接。流量傳感器給出的信號(hào)到達(dá)高精度AD采集模塊以后，高精度AD采集模塊負(fù)責(zé)將接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)，使用SPI通信方式發(fā)送到MCU微控制器，這里使用高精度AD采集芯片的目的在于它能夠識(shí)別出流量傳感器信號(hào)的微弱變化，提高采集數(shù)據(jù)的精度；所述的發(fā)射端和接收端MCU微控制器采用意法半導(dǎo)體公司的STM32103VE單片機(jī)，是整個(gè)信號(hào)采集裝置的核心。在信號(hào)采集端，發(fā)射端MCU微控制器負(fù)責(zé)接收由高精度AD采集模塊發(fā)出的數(shù)字量信號(hào)，并通過采集信號(hào)值和流量值標(biāo)定的關(guān)系計(jì)算出實(shí)際的流量值，然后通過與無線發(fā)射模塊的通信將流量數(shù)值發(fā)送出去；在信號(hào)接收端，接收端MCU微控制器將從無線接收模塊接收到的流量數(shù)值轉(zhuǎn)化為CAN通信所需的數(shù)據(jù)，再通過外圍的CAN通信模塊發(fā)送到控制顯示端進(jìn)行處理控制和顯示；所述的CAN通信模塊采用A82C250芯片。所述無線發(fā)射和接收模塊采用24L01型無線通訊模塊，它是一款單片射頻收發(fā)器件，工作于2.4GHz～2.5GHzISM頻段；我們的設(shè)計(jì)中包括兩個(gè)無線通信模塊，一個(gè)負(fù)責(zé)發(fā)送采集到的流量數(shù)據(jù)，即無線發(fā)射模塊；另一個(gè)負(fù)責(zé)接收流量數(shù)據(jù)，即無線接收模塊，它們分別和自己一端的發(fā)射端或接收端MCU微控制器相連。本發(fā)明所提供的基于無線傳輸?shù)牧髁坎杉b置具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想主要是針對(duì)流量采集時(shí)滑環(huán)對(duì)信號(hào)采集的干擾，所以該裝置可以有效地避免上述問題，提高測(cè)量精度，使采集結(jié)果準(zhǔn)確可信；不單單是對(duì)流量采集，其他信號(hào)的采集也可以使用該裝置，效果同樣良好。附圖說明圖1為本發(fā)明的流量采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1所示為本發(fā)明的信號(hào)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該信號(hào)采集裝置包括電源模塊兩個(gè)、高精度AD采集模塊一個(gè)、MCU微控制器模塊兩個(gè)、無線通信模塊兩個(gè)、CAN通信模塊一個(gè)、接觸滑環(huán)兩個(gè)。各模塊如圖1的連接方式直接使用導(dǎo)線連接，并固定在兩片滑環(huán)上。由圖1可以看出：兩個(gè)電源模塊都來自同一電源，電源在給右側(cè)的電源模塊供電的同時(shí)，也接入滑環(huán)B，這樣通過滑環(huán)A和滑環(huán)B的接觸將電能傳遞給左側(cè)的電源模塊，其他模塊的供電都來自于這兩個(gè)電源模塊，這樣該裝置就可以正常工作了；所述的滑環(huán)內(nèi)圈為銅質(zhì)材料，在工作過程中可以傳遞外部12V供電，通過2片滑環(huán)上的電源芯片實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的供電。所述流量傳感器直接與高精度AD采集模塊連接，AD采集模塊可以精確獲取流量傳感器給出的信號(hào)，并將流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，同時(shí)滑環(huán)A左側(cè)的各個(gè)工作模塊都同時(shí)受到一個(gè)MCU微控制器模塊的控制，微控制器和AD采集模塊之間通過SPI通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，微控制器不斷地向AD采集模塊索取流量傳感器信號(hào)值，于是AD采集模塊將采集到的流量值不停地發(fā)送給微控制器；同時(shí)，微控制器在接收到AD采集模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)之后，立刻將接收到的數(shù)據(jù)通過另一路SPI通信轉(zhuǎn)發(fā)給無線發(fā)射模塊，在微控制器的控制下將流量信號(hào)發(fā)射出去；如圖1所示，在正常工作時(shí)，滑環(huán)A和滑環(huán)B是接觸在一起的，所以兩個(gè)無線通信模塊之間的距離很近；在上述無線發(fā)射模塊將流量信號(hào)發(fā)送出來之后，滑環(huán)B一側(cè)的無線接收模塊可以迅速準(zhǔn)確地接收到無線信號(hào)，并立即通過SPI通信將接收到的流量信號(hào)發(fā)送給滑環(huán)B一側(cè)的MCU微控制器，與滑環(huán)A一側(cè)類似，右側(cè)的各個(gè)模塊也都是由一個(gè)MCU微控制器所控制的；同樣，在接收到無線模塊發(fā)送過來的流量信號(hào)之后，微控制器立即根據(jù)確定好的通信協(xié)議，將流量信號(hào)數(shù)值轉(zhuǎn)化為CAN報(bào)文，再通過CAN通信將流量信號(hào)數(shù)值發(fā)送到井上的總控制器等外部設(shè)備。以上的描述是單次流量信號(hào)采集的流程，所述的各部件除了2個(gè)無線模塊使用無線通訊外，其他都使用導(dǎo)線直接連接。在應(yīng)用中不斷地重復(fù)以上流程，就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控流量信息的目的。其實(shí)不只是流量采集信號(hào)可以使用本發(fā)明，其他任何微弱的模擬量信號(hào)采集都可以利用本發(fā)明，效果是一樣的。凡依本發(fā)明權(quán)利要求及說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的變換，皆應(yīng)屬于本發(fā)明覆蓋的保護(hù)范圍。[1]劉新平，房軍，金有海。隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望：中國(guó),1004-1338(2008)03-0249-05.2008-06。