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1、(10)授权公告号 CN 202023555 U(45)授权公告日 2011.11.02CN202023555U*CN202023555U*(21)申请号 201120056093.1(22)申请日 2011.03.07E21B 47/06(2006.01)E21B 47/12(2006.01)(73)专利权人长春神网科技有限公司地址 130012 吉林省长春市高新技术开发区锦河街155号吉林东北亚文化创意科技实验楼604室(72)发明人陈毓华(54) 实用新型名称基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表(57) 摘要本实用新型涉及一种基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表，由压力采集基表模。
2、块和无线数据远传模块组成，无线数据远传模块包括：微处理器单元、无线数据收发单元、存储单元、外部接口单元、复位单元、天线。本实用新型利用无线Mesh网络，添加新的设备时可以自动进行自我配置和最佳的多跳传输路径特点，通过无线Mesh网络技术实现油井监控的压力测量和远程压力监控。本实用新型不仅解决了在特殊场合下对油井压力的实时监测问题，还省去了大量复杂的布线环节。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页CN 202023558 U 1/1页21.基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表，其特征在于，该设备包含：压力。
3、基表模块，用于测量压力大小同时显示其大小；无线收发模块，包含如下单元：微处理器单元，用于完成节点上的数据处理和逻辑运算，以及各单元的控制；无线数据收发单元，用于接收和发送射频信号；存储单元，用于存储采集的数据及该点压力表信息和状态参数；复位单元，监视系统的电源电压，并在偏离正常范围时，即低于复位门限时，向微处理器单元发出一个复位信号；外部接口单元，用于提供外部压力基表模块与微处理器单元的接口。2.根据权利要求1所述的基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表，其特征在于，无线收发模块采用TI公司的CC2420射频芯片和CC2591放大芯片组合的方式。3.根据权利要求1所述的基于无线Mesh网络的。
4、油井智能远传压力表，其特征在于，所述系统中，每个智能压力表以ZigBee协议组网及通信，实现数据远程传输。权 利 要 求 书CN 202023555 UCN 202023558 U 1/3页3基于无线 Mesh 网络的油井智能远传压力表技术领域0001 本实用新型涉及无线Mesh网络技术、数据采集领域，尤其涉及油井监控领域的无线Mesh网络智能压力测量和远程监控。背景技术0002 无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的。
5、冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。0003 在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在。
6、于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。0004 传统的压力监测只能适用于可以人工阅读的场合，对于危险、腐蚀、昏暗或安装角度特殊等无阅读条件的特殊场合，往往会造成因数据漏失。除人工抄收数据之外，对于油井的压力监测多数采用有线抄收的方式，这种方式不仅不可避免地引入了额外的误差，而且成本高，容易受到外界干扰，必须配备补偿和屏蔽措施。繁琐复杂布线环节是一个非常辣手的工程。实用新型内容0005 为了克服上述。
7、现有技术的不足之处。本实用新型提供一种压力表，该压力表不仅解决了在特殊场合下对油井压力的实时监测问题，还省去了大量复杂的布线环节。该压力表能够将采集数据通过无线方式传输至远程管理平台，进行统一地数据处理和分析，实现油井对压力监测数据的远程抄送和监控。0006 采用的技术方案是：基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表，该压力表采用无线Mesh网络进行远程数据传输，且支持ZigBee协议。该压力表与其他设备组成无线Mesh网络，每个压力表作为一个采集及监控的终端节点，将采集的数据无线收、发，经路由无线传输至基站。基站以多种方式将数据传输至远程管理平台进行统一处理和分析。0007 压力表包括压力采。
8、集基表模块和无线数据远传模块。无线数据远传模块包括：微处理器单元、无线数据收发单元、存储单元、外部接口单元、复位单元、天线。说 明 书CN 202023555 UCN 202023558 U 2/3页40008 微处理器单元(MCU)，用于完成数据处理和逻辑运算；0009 无线数据收发单元，用于接收和发送射频信号；0010 复位单元，监视系统的电源电压，并在偏离正常范围时，即低于复位门限时，向微处理器单元发出一个复位信号；0011 存储单元，用于存储采集数据及本地压力表信息和状态参数；0012 外部接口单元，用于提供外部逻辑单元与微处理器单元的接口。0013 所述微处理器单元采用TI公司的MS。
9、P430F149单片机。所述无线数据收发单元采用Chipcon公司的CC2420芯片和TI公司的CC2591放大芯片。所述复位单元采用IMP809芯片。所述存储单元采用可擦写存储器EEPROM。0014 其中，压力采集基表模块通过外部接口单元与微处理器单元相连接。无线数据收发单元通过SPI总线与微处理器单元相连接。存储单元通过I2C总线与微处理器单元相连接。0015 压力采集基表模块利用数字压力量采集方法采集压力数据，并直接通过串口线传至微处理器单元；无线数据远传模块的微处理器单元MSP430F149，首先通过串口读取压力采集基表模块采集到的压力数据，同时从存储单元读取压力表地址和ID。然后将。
10、读取的压力数据及其他变量通过SPI总线发送到CC2420芯片，经过CC2591的放大发送出去。CC2420芯片是一个射频芯片，通过无线收、发数据，与远程管理平台相互通信。0016 本实用新型的有益效果是：提供了一种基于无线Mesh网络的油井智能远传压力表，将无线Mesh网络技术与传统压力监测技术相结合，并且运用于油田中油井的监测，实现了油井压力数据的实时采集，并提高了数据的精确度。本实用新型替代传统人工抄表方式，有助于节省成本和避免复杂布线。附图说明0017 下面结合附图对本实用新型做出详细说明：0018 图1为本实用新型内部主要模块之间交互图0019 图2为微处理器单元与无线数据收发单元的引。
11、脚连接示意图0020 图3为外部接口单元示意图0021 图4为存储单元示意图0022 图5为复位单元示意图具体实施方式0023 为明确本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合具体的实施例对本实用新型做进一步详细说明。0024 实施例0025 图1本实用新型内部主要模块之间交互图。微处理器单元MSP430F149是一款超低功耗的混合信号控制器，可以在低电压下以超低功耗状态工作。无线数据收发单元CC2420是一款兼容IEEE802.15.4的2.4GHz无线收发芯片，CC2591是一款放大芯片。复位单元IMP809是一个复位芯片，为中心处理单元提供的复位信号。存储单元EEPROM是一个可擦写的存。
12、储器，用于存放系统信息。无线数据传输模块中，存储单元与微处理器单元、无线数据说 明 书CN 202023555 UCN 202023558 U 3/3页5收发单元与微处理器单元、无线数据收发单元与天线之间采用双向通讯。0026 图2本微处理器单元与无线数据收发单元的引脚连接示意图。图中，微处理器单元上的P3.1SIMO0，P3.2SOMI0，P3.3UCLK0，P3.4UTXD0作为SPI的连通线分别与无线数据收发单元上的相应引脚SI，SO，SCLK，CSN连接。微处理器单元上的P3.0STE0作为电压调整器与无线数据收发单元上的VREG连接。微处理器单元上的P4.2TB2作为复位端与无线数据。
13、收发单元上的RST相连接。微处理器单元上的P1.3TA2，P1.4SMCLK，P1.5TA0，P4.1TB1作为控制线与无线数据收发单元上的FIFOP，CCA，FIFO，SFD相连接。微处理器单元上的P1.1TA0，P1.2TA1作为控制线与无线收发单元上的EN，HGM相连接。0027 其中SI，SO，SCLK，CSN都外接上拉电阻，CSN在内部电压调整器禁止时置高以防止输入漂移。CSN低电平有效，当为高电平时SO呈高阻态。SI，SCLK设置为确定电平。FIFOP，FIFO是接收发送缓冲区状态引脚，CCA是清除信道评估引脚，SFD提供时间信息。0028 图3外部接口示意图。图中PIN1-3V；。
14、PIN2-通讯时置低电平，即低电平有效；PIN3-不使用；PIN4-作为无线模块UART的输入；PIN5-作为无线模块UART的输出；PIN6-GND。电容C25是滤波电容。0029 图4存储单元示意图。图中24LC32采用I2C总线方式读写，R1，R2为上拉电阻，C1是滤波电容。0030 图5复位单元示意图。图中C20是滤波电容。说 明 书CN 202023555 UCN 202023558 U 1/3页6图1图2说 明 书 附 图CN 202023555 UCN 202023558 U 2/3页7图3图4说 明 书 附 图CN 202023555 UCN 202023558 U 3/3页8图5 说 明 书 附 图CN 202023555 U。