基于单片机的井场仪表参数无线传输系统设计

　　1引 言

　　目前，全国油田钻井现场基本都是有线数据传输。有线传输有很多缺点，现场布线复杂而且存在安全隐患，钻井是流动作业，每钻一口井就要重新布一次线，这样既费时又费力，有时还会由于布线走向的问题导致线路被碰断。一般说来，数据线都是空中架设，风吹日晒使数据线老化的较快，这样就带来直接的经济损失。钻井现场有很多公司在作业，有些参数各公司是共用的，同一个参数每个公司都要读取一次，就需要在同一个测量点上安装两台甚至更多的变送器，这样既造成了浪费又使得现场变送器安装位置紧张。

　　本系统采用无线通信技术，一点发射多点接收，可以实现信息共享，避免了布线的麻烦，而且流动作业时可以方便地安装和拆卸，很好地提高了工作效率。

　　2系统硬件设计

　　如图1所示，本系统主要分为控制室主机和现场从机，且所有元件均选用符合工业级要求的产品，大大提高了系统的可靠性、耐高温性和抗震性。

　　2.1控制室主机

　　控制室主机分为控制主机和旁听主机，这是因为钻井现场有多个单位共同作业，都需要现场的数据。对于只需要现场数据的单位可安装旁听主机，只接收现场的各种数据;对于同时需要对现场电机进行控制的单位可安装控制主机。工作原理如图1所示。

　　主机由计算机、单片机和无线通信模块FC211等部分组成。主要功能是：访问分布在现场各种仪表处的从机，采集他们的各项数据，并向从机发送控制命令控制电机的启/停。

　　2.2现场从机

　　现场从机由单片机部分、电源供电部分、数据采集部分、无线通信部分组成。本系统无线通信部分采用FC211无线通信模块。该模块数据接口为全双工串行接口，无线传输距离为800 m(空旷地)，完全满足现场使用条件，而且此模块性能稳定，使得整个系统在多机通信肘能够稳定运行，实现了对现场数据的准确管理。

　　3系统软件设计

　　如图2所示，该系统的工作原理是：现场从机分布在钻井现场的各个位置，将附近的仪表数据采集到单片机内的存储单元，等待控制室主机查询。控制室主机以点名的方式查询现场从机，将数据采集到主机内，并送到上位机进行处理。当控制室主机查询从机时，分布在现场的各个单位的旁听主机也会收到现场从机的数据，这样就实现了现场数据的实时更新。当控制室需要对现场电机控制时，就可以向控制电机的从机发控制命令，从机接到命令将电机歼启或停止，并将所检测的电机状态发回主机。