息记录材世 ！！ ！查堑！ 随 基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统 郭向前 ，张乃禄 ，黄 伟 （１西安石油大学电子工程学院 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５） （２陕西省油气井测控技术重点实验室 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５） （３西安海联石化科技有限公司 陕西 西安 ７ １ Ｏ Ｏ ６ ５） 【摘要】在智慧化油气田建设中，基于物联网的井场数据图像传输是重要内容。大多数偏远油井难以构成油田数字 化网络，只能采用ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ进行数据图像传输。本文突出了一种基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统，构建了数 据图像传输系统三层物联网架构，设计ＲＴＵ的硬件和系统软件，实现油田井场生产数据图像可靠采集与传输，确保监控 中心的智慧化管理。系统应用表明，基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统性能稳定，提升了井场数据图像传输的可靠 性与智能化水平，方便了后期的维护，在油气田智慧化建设领域具有广泛应用价值。 【关键词】油田井场；数据图像；ＲＴＵ；混合传榆 【中图分类号】ＴＥ４；ＴＮ９２９．５ １引言 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１ ００９－５６２４（２０１８）０４—００７３－０４ 字化网络，只能采用ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ进行数据图像传输， 近年来，随着物联网技术的推进，我国油气田建设 数据和图像传输成为井场信息传输系统的瓶颈。本文针 由数字化逐步向智慧化迈进…，油田井场数据图像主要 对长庆油田第十一采油厂西峰作业区偏远油井数据图像 通过有线光纤传输，或者无线网桥转光纤传输。油田井 传输，提出一种基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统， 场生产数据由ＲＴｕ采集和接入以太网，井场图像由网络 设计了以ＲＴＵ为核心的数据图像传输三层物联网架构， 摄像机拍摄，并通过接入以太网，光端机接入有线光纤 以及ＲＴＵ硬件和系统软件。该系统实现油田井场生产数 传输至监控管理中心。大多数偏远油井难以构成油田数 据图像可靠采集与传输，确保油井与监控中心的智能控 ＿ 晨 长痰奄用髑 ａ瑚 ＶＰＤＮ ◆ 监 控 管 理 中 心 ～一 、 ． 、．：．Ｉ、 ¨ 、 ， 篡 ． 传 输 网 络 一 ～ 一 一 。瞰慑嫩 、— ■ 一 采集与传输终 勰 承功嘲黎油漶位辣｝由液垃劫ｉ茇嚣 走 口 图１基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统构成 信息通信，２０１７（９）：２２８－２２９． ［２］吴军玲．大数据分析在移动通信网络优化中的应用研究… 甘肃科技纵横，２Ｏ１ ７（９）：７—９，８４． 作者简介宋宇晨（１９９６一），女，汉族，新疆伊宁市，学生，本科 研究方向：通信工程。 ７３ 匾 堡皇 垦 ±！ 笙 ！鲞箜！塑 ４井场数据圈像混合传输系统软件开发 井场数据图像混合传输系统的软件开发分为两部分， 即监控管理软件和ＲＴＵ程序。监控管理软件采用Ｆｏｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖ２．１组态软件在ｗｉｎｄｏｗＳ操作平台上开发。 制和智慧化管理，在陕北油田数字化与智慧化建设中具 有典型应用推广价值。 ２基于ｆｌＴＵ的井场数据圈像混合传输系统构成 基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统构成，如图１ 所示。 （１）采集与传输终端。ＲＴＵ是采集与传输数据的核心 单元，采用无线检测仪表对井场各项生产数据进行实时测 量，通过网络摄像机对井场进行拍摄，ＲＴＵ对无线仪表测 量的数据以及摄像机拍摄的图像进行采集与传输；另外， ＲＴＵ可实现对现场电磁阀的控制。 （２）传输网络。ＲＴＵ将数据与图像进行混合处理，通 过ＣＤＭＡ网络进行传输。 ＲＴＵ程序内核选择Ｌ ｉ ｎｕｘ操作系统进行移植，通过ｃ语 言进行ＲＴＵ数据图像采集、混合传输及协议转换应用程 序设计 。 。 ４．１监控管理软件程序设计 监控管理中心向ＲＴＵ发送上传命令，ＲＴＵ将数据图像 通过ＣＤＭＡ上传给监控中心，供监控管理软件采集与显示。 监控管理软件程序流程图如图３所示。 （３）监控管理中心。井场生产数据和图像进行分析 处理与监控，以及实时、历史数据与图像存贮与管理。 ３井场数据圈像混合传输ＲＴＵ的硬件构成 数据图像混合处理ＲＴＵ的硬件原理如图２所示，由 ＣＰＵ模块、供电模块、数据图像采集模块、数据存储模块 和数据图像传输模块构成。 实现混合传输功能ＲＴＵ的ＣＰＵ模块选用ｓＴ的含 Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ４内核的３２位ＳＴＭ３２Ｆ４０７ＺＧＴ６芯片为主控芯片； 供电模块采用蓄电池加太阳能电池板，光线充足时由太阳 能板供电并对蓄电池充电夜晚或阴雨天光线不足时由蓄电 池供电；数据图像采集模块中通过ＵＳ－ＡＲＴ联通ＲＳ－２３２， ＲＳ一４８５和ＺｉｇＢｅｅＳ２ｂ ，通过以太网ＴＣＰ／ＩＰ模块，由内嵌 的Ｚｉｇｂｅｅ模块与无线检测设备连接并采集油井生产数据， 通过以太网ＴＣＰ／ＩＰ与摄像机连接并采集图像，实现数据 图像的汇集；数据存储模块通过ＳＰ Ｉ联通，选用大容量的 ｓＤ卡将数据备份；数据图像传输模块通过ＣＤＭＡ通讯模块 与监控主机通讯，上传数据图像并接收控制命令。实现混 合传输功能ＲＴＵ的硬件构成如图２所示。 图３监控管理软件程序流程 ４．２ ＲＴｕ程序设计 （１）数据图像采集程序设计 ＲＴＵ的采集方式有主动和被动两种，主动方式下ＲＴＵ 对无线仪表和摄像机的采集周期进行设定，通过读取定时 时间，由智能ＲＴＵ向仪表发送数据读取命令或者向摄像机 发送定时抓拍、手动抓拍或者闯入抓拍命令，等待响应后 进行数据读取或图像接收，并将数据存储在ＳＤ卡中，同 时将图像存储在ＦＴＰ服务器。被动方式下ＲＴＵ被动接收仪 表数据后进行存储。数据图像采集模块程序流程图如图４ 所示。 图２实现混合传输功能ＲＴＵ的硬件构成 （２）数据图像混合传输程序设计 ＲＴＵ监测到监控中心发出的上传命令时，则进入中断 程序，读取ＳＤ卡的数据或ＦＴＰ服务器的图像，并将数据 进行协议转换，通过内置的ＣＤＭＡ模块将采集的数据和图 像传输至监控中心。数据图像传输模块程序流程图如图５ 所示。 ７４ 信息记录材 ±！ 堑 ！查釜！ 图４数据图像采集程序流程 ＦＴＰ协议开发的图像采集协议，因此对ＦＴＰ服务器的图像 直接读取并传输至视频传输服务软件。 瀵取篮拄 中心由々 ！＿传教橱 、甭 ￡＿传麴德 、蓊 ｉｌ￣ｔｓＤ卡ｌ 氟掘 Ｉ 读取Ｆ什服ｌ 务薯Ｉ ｌ 上传田曩至箍控平 臼梗颤赞■囊务鼍 软件 【协议转换 ￡一 上掩教攥至 监控平臼 ———图５数据图像传输程序流程 图６协议转换程序流程 （３）协议转换程序设计 数据传输需要遵循传输协议，进行协议转换，即将数 据根据协议类型过滤，并将有效数据拆包，根据监控中心 ５系统运行与结果 所用的通讯协议进行重组；对于无效数据，记录系统日志， 基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系统己在长庆油田 供管理人员维护系统时使用 吲，协议转换程序流程如图 第十一采油厂西峰作业区投入运行。井场的无线检测仪表 ６所示。ＲＴＵ中加载有基于ＴＣＰ／ＩＰ协议、ＲＴＳＰ协议以及 实时测量井场的生产数据：原油液位、柴油液位、动液面 ７５ 随 堡息记录材料２ Ｏ ｌ ８－￣－４月 第１ ９卷第４ ｇｓ 钢铁冶金企业跨区域模式下生产信息系统集成的 设计与实现 李福全 （唐山钢铁集团微尔自动化有限公司 河北 唐山 Ｏ ６ ３ ０ ０ Ｏ） 【摘要】本文主要介绍钢铁企业跨区域膜式下信息系统集成的设计方案和实施方法，将跨区域系统集成的思想应用 到集团化的钢铁企业中，通过跨区域信息系统集成的整体设计与实施，整合企业的内外资源，实现集团模式下企业资源 的高度共享，促进企业活动中物流、资金流、信息流在系统内高效有序的流动，提高企业的经济效益。 【关键词】跨区域生产组织；纵向集成；横向集成；信息共享 【中图分类号】Ｆ４２６．３１；ＴＰ３９１．１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１ ００９—５６２４（２０１８）０４—００７６—０２ １引言 日益紧密，信息技术已经逐步融合到企业中，并成为提升 当前，企业集团化正逐渐成为国内外大中型钢铁企业 企业核心竞争力的关键因素。但是，不同区域的公司信息 发展的一种趋势，同一集团下不同区域的公司间协作关系 化起步不同，信息系统发展不平衡，尤其是涉及对跨区域 ， 二 ！、 曼 ＿ ？ 竺尝妻是 嘲嘲Ｉ薰鬻 警 囊 毒 蟪 兰 三 三二三 ：■ｔ—一＿■■Ｉ目■■啊●■＿■啊．Ｉ＝ 孽 ●■ 蒜…嚣…暑墨…～一…＿… … 警¨ 篇 一 · · ＿— —一 一＿ — —一 曼萎 三 ：＝：： ：：：： ：ｉ ：： ｊ： ； …一 … … 一 ” · ＝ 囊 卷 稿黼嚏礴 黧黧鞣察强魍糍艘馥鞠《鼬嘲薛藕鞘暖霸霸嘲瞄黼 嘲嘲蹦囊蹦 礴鞫囊黼嘣暾瞄鞠 鞠＿蠢瓣 ｌ。ｌ ．。 羹羹量曩 ～ … ｛ 黼 三意 ：： ．煎１隧 ．－；十女＿ ～… … ｉｉ ＝！ 曼 皇趣曼熬ｌＩ毓鼍瞳羹 兰曼 蠲躏 ＿－．＿ —．．｜” －；－‘ 翻瞄 － ｔ· 磊襄＿ ＿ － 。 凳溪 ‘ 、、 图７基于ＲＴＵ的数据图像混合传输系统运行效果 ２】陈钊，黄凤辰，花再军．基于ＧＰＲｓ网络的低功耗远程图像 高度和抽油机示功图，同时，网络摄像机拍摄井场的图像， ［通过该系统成功传输至监控中心，其运行效果如图７所示。 采集ＲＴＵ设计…．工业仪表与自动化装置，２０１６（３）：３７—３９。 ３］王志强．基于ｚ ｉ ｇＢｅｅ技术的工业仪表无线数据采集系统设 实际运行表明，该系统性能稳定，实现了数据图像的混合 ［计［Ｊ】．工业仪表与自动化装置，２Ｏ１５（０２）：４５－４８． 传输。 ６结语 ［４］彭越．基于物联网技术的油田数字化建设［Ｊ】．油气田地面 本文设计了一种基于ＲＴＵ的井场数据图像混合传输系 工程，２０１４（４）：６１—６２．５］李颖．视频监控系统用于油田生产物联网的建设［Ｊ］．油气 统，实现了油田井场生产数据图像可靠采集与传输，确保 【 了油井与监控中心的智能控制和智慧化管理。解决了偏远 田地面工程，２０１４（７）：７３—７４．６白凯，夏宏南，印森林，等．基于４Ｇ技术的油田井场无线 ６］油井难以构成油田数字化网络，井场信息传输系统的瓶颈 ［６）： 问题，方便后期的管理维护，在智慧化油田建设方面具有 视频监控系统设计与实现【Ｊ】．电子设计工程，２０１７，２５（很好的应用前景 。 １ ７７－１８Ｏ． 【７】ＰＡＮ Ｙｉ，ＸＩＡＯ Ｌｉｚｈｉ， ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎｚｈｏｎｇ．Ｒｅｍｏｔｅ ｔｅａ １一 【参考文献】 ［１］颜瑾，张乃禄，刘雨，等．基于智能ＲＴＵ的气田井场监控系 ｔｉｆｉｌｅ ｍｅｎｉｔ０ｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｎｌ ｆｏｒ ０ｉｌ ａｎｄ ｇａＳ ｗｅ１１ ｂａＳｅｄ Ｏｎ Ｗｉ ｒｅ—ｌｅｓ ｓ ｓｅｎｓＯｒ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓ［Ｃ】．２Ｏ１ ０ Ｉ１１ｔｅｉ－ｎａｔｉｏｎａ１ Ｃ０ｎｆｅ ｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｅ ｃｈａｉｎ＿ｉ ｃ Ａｕｔ ０ｍａｔｉ ０ｎ ａｎｄ Ｃ０ｎｔ ｒｏ１ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０：２４２７—２４２９． 统［Ｊ］．西安石油大学学报（自然科学版），２０１７，３２（４）：６１－ ６６． ７６
