智能油水井管理系統設計與實現分析

劉璞　張春超　李春雨　周曉玲　田弘濤　趙玉龍　周曉慶

【摘 要】目前，我國的科技發展迅速，為了能夠進行信息的有效獲取、互享與決策，計算機系統的設計起到了關鍵性作用。智能油水井的管理系統設計，不僅可以通過物聯網來對數量眾多的油水井實施高效率、精準、智能化的管理，同時還能為用戶提供更加方便快捷地應用，甚至只需要查看一下手機或是終端便能夠查看任何狀態下的油水井狀況，并且還可以及時的發現其中存在的問題，從而有效降低了各環節操作中的工作量。通過重點對油水井的智能管理系統設計和實現進行相關分析，希望可以為相關人員提供一定的參考與借鑒。

【關鍵詞】智能油水井管理；管理系統設計；實現

引言

基于物聯網的智能油水井管理系統可以對數量龐大的油水井進行高效，準確，智能的管理。對于用戶來說，使用起來特別的便捷。用戶只要查看終端或者手機就可以對入網的油水井的數據進行查看，觀察油水井實時的狀態并及時發現異常。進而在減少了采油一線工人對抽油機管理，高架罐量油，油井產量計量等危險操作的工作量。同時也精簡了班站一記錄，精簡了油水井管理的基礎人員，減少企業負擔。

1油水井管理現狀

1）個人管理上的疏忽很多油水井距離采油站點相對比較遠，大多數處于偏遠地區，為此油水井管理的全部責任都落實在某個人身上，如工作人員沒有良好的對待自己的本職工作，沒有依據有關的標準來實行巡查，或是只是流于形式地進行了表面巡查，如此便會造成由于個人工作上的瀆職而給企業帶來不同程度的損失。2）監控的及時性和準確性得不到保證油水井發生問題時如果未能及時的察覺，如油水井處在住宅區域和環境的保護區內等一些特殊位置時，如果一旦發生問題時后果將會比較嚴重。尤其是在晚上，監控的及時性與準確性得不到確切保證。3）人工操作較復雜且時間較長對于油水井的管理，與實際生產具體操作的工作人員的技術能力及經驗存有很大的依賴性，因此便較容易形成失誤。

2系統的設計和實現

2.1嵌入式開發環境的搭建

在嵌入式系統開發中首先要做的就是嵌入式環境的建立，就像是蓋樓地基一定要打好，所以在我看來嵌入式環境的建立時重中之重。搭建嵌入式環境分為四個步驟。（1）建立開發環境，安裝完整的linux0操作系統。（2）安裝工具鏈，安裝GCC交叉編譯器，安裝實驗平臺配套的文件，配置路徑。（3）配置宿主機，通過配置宿主機的IP地址來配置網絡。（4）建立連接，配置超級終端作為調試嵌入式開發板信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具，測試網絡和NFS。

2.2更新密碼信息

在客戶端，用戶可以通過輸入正確的賬戶以及密碼時，可以對用戶的密碼信息做出更改操作，它包括兩個部分：修改密碼和重置密碼，普通用戶只能對自己的密碼信息進行修改，而對所有用戶密碼信息修改權限的只有超級管理員具有。只有超級管理員能夠對用戶的密碼進行重置，而重置后的密碼將會發到注冊用戶的郵箱中。這對于保護系統的安全有著很大的作用。因為如果不是用戶本人對用戶的密碼進行重置，它就會危害到用戶的信息安全，所有只有超級管理員才有權力執行這一操作。而在平時對密碼的保護的方法就是MDS算發。所有用戶的密碼都會經過MDS算法加密后才保存在數據庫中，通過這種方法來實現對用戶密碼信息的安全保存。

2.3設備管控模塊的設計和實現

1）抽油機的管控開啟與停止抽油機：遠程的控制抽油機的起停操作在智能油水井的管理系統中是最基本的操作。這一操作的具體實現是在研發板上設定了一個變量，其是代表著抽油機的啟動或是停止。通過對這個變量情況的查詢清楚抽油機工作的情況，通過voedPumpOn與voidPumpOFF來完成對油水井抽油機的啟動與停止的遠程模擬操控。套壓控制：智能遠程控制油水井套壓，在ARM開發板上設置一個步進式的電動機，利用對套壓及回壓的監控來管控步進式電動機轉角，以此來實現套壓的遠程控制。步進式電動機其轉角定義在360度時的狀態是全開。默認的工作狀態是關，這個時候步進式電動機的轉角在0度。2）油水井的現場視頻監控利用ARM2410s開發板上的攝像裝置來模擬出實際操作現場中的攝像頭，利用攝像頭與客戶終端的視頻隨時的傳輸來模擬出油水井操作現場環境的監控。智能油水井的管理系統所收集到的圖像是320×240規格的。本系統中油水井的監控視頻模塊對于圖像的截取所采用的方式是內存映射的方式。通過對攝像頭屬性及Video4linux的驅動接口進行設置來實現對圖像的截取，截取出的圖片通過JPEG的格式壓縮以后，都保存進內存的緩沖中，客戶端能夠實時的在內存當中詢問各時段內的視頻信息。3）智能化油水井的設備狀態查詢智能油水井管理系統對于油水井操作區域內的操作設備的運行狀態實施了遠程查詢，從而清楚掌握智能油水井設備當下的運行狀況，明確其是不是處于正常的運行狀態。用戶能夠通過這種功能，實時調整智能油水井設備的運行狀態，如果發現問題能夠及時的進行有效的處理，讓油水井在管理上更為合理、有效，操作環境也更為安全、穩固。

2.4員工培訓信息查詢

如果用戶正確登錄到系統后，可以對本系統的員工培訓內容進行訪問操作，所有員工都可以訪問這個系統的這一模塊。但是針對不同的崗位有著不同的培訓內容，同時也有公共的培訓內容所有人都可以看到。不同崗位的人不會看到其他崗位的培訓內容。培訓，該服務與庫存信息更新服務類似。用戶在客戶端輸入正確的賬戶和密碼登錄智能油水井管理系統。服務端判斷用戶的類別和訪問權限，返回用戶需要進行培訓的內容。根據輸入的信息來查詢數據庫，看該用戶是否為合法訪問該系統的用戶，即檢查該用戶是否在培訓范圍內。系統會根據用戶的身份自動生成當月份的相關培訓資料。與此同時，用戶也可以輸入具體的檢索條件來對培訓內容進行查詢服務，倘若查詢后的結果是不存在相關信息，就會顯示“找不到查詢信息”的提示框，倘若能找到，則對檢索的信息進行查詢服務并顯示查詢相應的信息。

2.5測試

軟件測試用來促進和鑒定軟件的正確性、完整性、安全性和質量的過程。通過對軟件進行測試檢驗軟件的實際輸出和預期的結果是否相同，從而達到對軟件功能的審核和評定。軟件測試的經典定義是：在確定的條件下對程序本身進行操作，從而發掘程序錯誤，進而來衡量軟件質量是否達到客戶滿意的程度，是否達到設計要求。一旦系統測試發現了問題，就一定要調試并找出錯誤，分析原因并排除錯誤，這樣才能達到預期效果。軟件測試程序：為了測試軟件而寫的軟件，與內部功能模塊無關的僅用于測試的相關程序。在軟件開發過程中有很多重要的部分，我認為軟件測試就是其中最重要的部分。因為它能夠是幫助開發者識別開發完成（中間或最終的版本）的計算機軟件（整體或部分）的正確度、完全度和質量的軟件過程；它是SQA的重要子域。我們說的軟件測試其實就是指在軟件投入工作前，對軟件需求分析、設計規格說明和編碼的最終復審，它是軟件整體質量保證的最為關鍵和重要的一步。

結語

油水井的智能化管理系統利用先進的科技，能使采油工作人員對于油水井進行隨時的智能化管理。通過互聯網便能夠對分布于各地區的油水井實行統一的管理，及時取得各地區系統中的數據與參數，并以最快的速度收到報警信息。現在本系統的設計只能實現采油站的最基礎性的生產，仍有很多的現場設備能夠利用這一系統逐漸的加以實現，既有利于提高油田的生產效率，又促進其不斷的進步與發展。

參考文獻：

[1]鄭靈翔.嵌入式系統設計與應W開發[M].北京：北京航空航天人學山版社，2006.

[2]陳強.數字油田：集成油田數據信息軟件和知識[J].如油地球物理探，2002，（01）：89-96.

（作者單位：大慶油田有限責任公司）