基于ｎＲＦ９０５的低功耗油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要：本文介紹了一種基于nRF905的低功耗油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：nRF905無線收發(fā)器；C8051F；低功耗；頻分多址；USB

引言

油田油井?dāng)?shù)量多且分布范圍由幾十至上百平方公里，分布比較零散，一些注水，注汽井現(xiàn)場(chǎng)沒有電源，沒有專人值班。目前大多采用人工巡井方式，由工人定時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行情況并記錄采油數(shù)據(jù)。以前使用的儀表操作繁瑣，需要關(guān)閉閥門安裝傳感器，測(cè)量完畢后還要卸下傳感器以免丟失，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響設(shè)采油數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

本系統(tǒng)基于nRF905無線收發(fā)器的數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場(chǎng)智能變送器由電池供電，功耗低，無需外部供電可持續(xù)工作一年以上。另外變送器經(jīng)過特殊防盜設(shè)計(jì)，無專用工具無法拆下。工人通過手持式數(shù)據(jù)采集器甚至不用停車，在50M范圍內(nèi)就可以接收到變送器的信息并顯示在液晶顯示器上，測(cè)量結(jié)束后自動(dòng)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)超出正常范圍時(shí)，會(huì)告警提示。管理計(jì)算機(jī)通過手持式數(shù)據(jù)采集器的USB接口讀取存儲(chǔ)的測(cè)量數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖示于圖1。

硬件設(shè)計(jì)

智能變送器硬件選擇了支持低功耗工作模式的C8051F350單片機(jī)和nRF905射頻模塊，使用32768Hz的低頻晶振，采用1節(jié)5號(hào)鋰電池供電。圖2為智能變送器的框圖。

手持式數(shù)據(jù)采集器硬件選擇了支持低功耗工作模式帶有USB接口的C8051F340單片機(jī)、nRF905射頻模塊、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、充電電路等，使用32768Hz的低頻晶振，采用可充電的260mAH鋰電池供電。圖3為手持式數(shù)據(jù)采集器的框圖。

C8051F350是Silabs公司的一款精確混合信號(hào)單片機(jī)，片內(nèi)有8通道24bit的E-A型ADC，128倍PGA，電流型DAC，VREF等模擬外設(shè)，可以方便地和溫度壓力等傳感器直接連接?！?br>