【正文】 數(shù)據(jù)庫管理及數(shù)據(jù)處理功能。 計算機(jī) 監(jiān)控中心軟件功能分析 根據(jù)項目需求 ， 計算機(jī) 監(jiān)測 中心軟件 應(yīng)具備通信 、數(shù)據(jù)庫管理及數(shù)據(jù)處理、各種顯示、報表打印和參數(shù)設(shè)置等功能， 計算機(jī)監(jiān)控中心 軟件的功能分述如下： （ 1）通信功能。 （ 5） 具備 一定 的 功能 擴(kuò)展 能力 。 當(dāng)有交流電源時系統(tǒng)使用交流電源為系統(tǒng)供電，并給蓄電池充電。遠(yuǎn)程監(jiān)測終端也能接收來自監(jiān)控中心的各種命令。 （ 3） 具有 通信功能。 （ 2） 具有 數(shù)據(jù)處理功能 。 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端功能分析 分析 整個 項目對遠(yuǎn)程監(jiān)測終端需求的功能， 總的來說 應(yīng)具備 如下幾點(diǎn)： （ 1） 具有 數(shù)據(jù)采集存儲功能。 （ 6）及時的數(shù)據(jù)備份，保證 數(shù)據(jù)不丟失。 （ 4） 下達(dá)各種測控指令 。 （ 2） 應(yīng)能自動生成油罐存油的日、月 、年 報表。 （ 9）具備一定的升級換代 和 擴(kuò)展功能。 （ 7） 故障自診斷功能。 （ 5）采用 無線 數(shù)據(jù)傳輸方式 上傳檢測的各類數(shù)據(jù)。 （ 3） 當(dāng)有偷盜油時，抓拍現(xiàn)場圖片并報警 。 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端的要求 系統(tǒng) 針對 分布式 油田的實(shí)際狀況 ，要求監(jiān)測終端應(yīng)具備以下功能： （ 1） 用非接觸測量 方法 ，對油罐內(nèi)的原油進(jìn)行實(shí)時測量。 （ 2）設(shè)計 防盜油報警系統(tǒng)。集 中后的原油計量與保管非常標(biāo)準(zhǔn)正規(guī) ， 本 系統(tǒng) 主要 針對的是 分散過 程的 原油 計量 與 丟盜油 問題 ， 主要包括以下兩個方面的內(nèi)容： （ 1） 研發(fā)原油實(shí)時動態(tài)計量系統(tǒng)。 系統(tǒng) 要解決的問題 整個 系統(tǒng) 主要解決 分布式油田的原油 計量 和丟 盜油問題 。 基于 GPRS 的分布式油田原油計量和防盜系統(tǒng)設(shè)計 5 2 需求分析 充分理解需求信息對系統(tǒng)開發(fā)的成功至關(guān)重要，對需求進(jìn)行詳盡的分析、準(zhǔn)確的描述 可 以縮短開發(fā)周期、降低后期開發(fā)成本，也是設(shè)計高質(zhì)量、高可靠性系統(tǒng)的首要工作。 第 7 章 結(jié)論。 第 6 章 計算機(jī)監(jiān)控中心的軟件開發(fā)。 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端的軟件通過 先 分層、結(jié)合有限狀態(tài)機(jī)、利用事件驅(qū)動的編程思想來設(shè)計的。 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端 采用模塊化的 電路設(shè)計 方法，依據(jù)系統(tǒng)功能自頂向下的把硬件分成了五 個模 塊，文中對各個模塊的電路進(jìn)行了詳細(xì)說明。整個系統(tǒng)由 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端和計算機(jī)監(jiān)控中心兩個部分組成，介紹了這兩個部分的結(jié)構(gòu)框圖，然后對整個系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了分析，最后對 遠(yuǎn)程監(jiān)測終端 開發(fā)將用到 的 相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了介紹。 基于 GPRS 的分布式油田原油計量和防盜系統(tǒng)設(shè) 4 第 3 章 總體方案設(shè)計。 第 2 章 需求分析。 論 文共分為 7 章，其 組織 結(jié)構(gòu) 如下： 第 1 章 緒論。此外 考慮現(xiàn)場經(jīng)常也有其他設(shè)備被盜的現(xiàn)象，同時也要研究諸如變壓器、電機(jī)等設(shè)備的防盜報警功能。 同時還需要研究在無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)偶然出現(xiàn)信號受阻問題的時候，如何保障測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，數(shù)據(jù)不丟失。 （ 3）無線數(shù)據(jù)傳輸 由于各井場分散式布局，距離遠(yuǎn)，地形地貌復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)安全角度考慮，采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。 儲 油罐在野外，風(fēng)沙大，溫差大，環(huán)境惡劣，因此 還必須研究非接觸式 測量在惡劣環(huán)境下 探測容積變化的模式 和方法，以及工作的準(zhǔn)確性、可靠性和安全性等問題。 論文 的主要研究內(nèi)容 分布式油田原油 計量 與 防盜 系統(tǒng) 是要實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)管理控制中心，對分散在各局部地域儲油罐的實(shí)時監(jiān)控，隨時掌握各油罐的儲油量及總體儲油量， 同時基于 GPRS 的分布式油田原油計量和防盜系統(tǒng)設(shè)計 3 若有 原油 被盜 時現(xiàn)場報警， 拍攝 現(xiàn)場 照片 ，以 為日后辦案提供證據(jù) 的功能 。 縱覽國內(nèi)外關(guān)于油田原油計量和防盜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為油田原油計量 與 防盜 遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。李華工程師在長慶油田采用瞬態(tài)負(fù)壓波法，實(shí)現(xiàn)長輸管道的泄漏定位，并實(shí)時反饋 給 控制中心 [12]。 大港油田應(yīng)用聲波原理，以管道做信道，大地做回路實(shí)現(xiàn)了原油防盜及陰極保護(hù)參數(shù)自動遙測監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時對原油輸送管道及陰極保護(hù)參數(shù)進(jìn)行有效的檢測 [10]。袁波等人應(yīng)用玻璃管液面計 量法，實(shí)現(xiàn)對油田的遙控遙測 和 無人值守 [9]。 近年來 國內(nèi)對原油計量的研究主要有： 李昌嶺工程師用流量計 對原油進(jìn)行實(shí)時測量，用標(biāo)量體積管來完成對流量 計 的在線標(biāo)定 [5]；劉曉良工程師采用三相工藝流程對原油進(jìn)行測量，用油氣分離器和壓力平衡器對液位進(jìn)行標(biāo)定 [6]；侯鵬倩工程師應(yīng)用靶式流量計的原理，對原油計量中的密度進(jìn)行了修正，解決了含有泥沙雜質(zhì)的原油計量問題 [7]。 針對原油的計量和防盜， 國內(nèi)目前的發(fā)展?fàn)顩r是： 在原油計量方面，國內(nèi)自 二十世紀(jì)八十年代末在原油計量管理上推行了三級計量 [4]（ 分廠計量、分礦計量、分隊計量 ）， 采用單獨(dú)計量 、 計算管理模式 ， 該模式對于當(dāng)時國內(nèi)各油田都處于開發(fā)中期環(huán)境下 ， 原油生產(chǎn)計量 、 外輸交接 、 生產(chǎn)管理與決策起到了很大的作用。 項目 的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 經(jīng)過多年的發(fā) 展，我國石油勘探開發(fā)領(lǐng)域技術(shù)水平發(fā)展很快，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益， 而在對 采油現(xiàn)場的 原油生產(chǎn)自動化管理上，國內(nèi)石油企業(yè)與國外基于 GPRS 的分布式油田原油計量和防盜系統(tǒng)設(shè) 2 同行還是有一定差距。 針對分布式油田原油計量和防盜存在的問題， 本 論文 提出了油田的原油計量和防盜的自動化監(jiān)控管理方案。 以上存在的問題對油田的管理帶來 很大 影響，并嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)效益。由于各個井場 儲油罐相距較遠(yuǎn) ，目前采用的儲油方法是各井場獨(dú)立存油，一段時間后再 通過拉油車將原油運(yùn)輸?shù)絻τ椭行?。我國是一個石油資源不十分豐富的國家，自 1993 年開始，我國便超越日本成為僅次于美國的世界上第二大石油進(jìn)口國 [ 1]， 能源 機(jī)構(gòu)預(yù)測顯示，為了保持高經(jīng)濟(jì)增長勢頭，在 2040 年，中國將有 87％的原油依賴于進(jìn)口 [2]。s M23A GSM/GPRS modules and related peripheral circuits, which is responsible for sending and receiving data. Image acquisition module transforms the video signal into digital signal. Keyboard and display module implement display and operation of the terminal. And power supply module achieves power provision of the whole terminal equipment. In the paper circuits of data acquisition module, GPRS munication module and keyboard module are described in detail. During the remotemonitoring terminal software design, software design is built in the hierarchical design way which have been using in realtime operating system software develop ed. Generally speaking, the whole remotemonitoring terminal software design uses hierarchical software design, and then bines with finitestate machine and takes advantage of casedriven last. System software programming idea is introduced firstly, and then driver program and application layer programs of monitoring terminal are described in detail. Finally, a brief description of software design of puter monitoring center is given in the paper. KEYWORDS: GPRS, distributed oilfield, measurement and antitheft, CortexM3 core, STM32F103C6T6 基于 GPRS 的分布式油田原油計量和防盜系統(tǒng)設(shè)計 I 目 錄 摘 要 .................................................................................................................. II ABSTRACT........................................................................................................ IV 目 錄 ................................................................................................................... I 1 緒論 ................................................................................................................ 1 項目背景及研究的目的和意義 .............................................................. 1 項目的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................................................................... 1 論文的主要研究內(nèi)容 ............................................................................. 2 論文的組織結(jié)構(gòu) .................................................................................... 3 2 需求分析 ......................................................................................................... 5 系統(tǒng)要解決的問題 ................................................................................ 5 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端的要求 ................................................................... 5 計算機(jī)監(jiān)控中心的要求 ............................................................... 5 遠(yuǎn)程 監(jiān)測終端功能分析 ......................................................................... 6 計算機(jī) 監(jiān)控中心軟件功能分析 .............................................................. 6 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) ........................................................................................ 7 運(yùn)行環(huán)境 ...................................................................................... 7 測量參數(shù)及要求 .......................................................................... 7 無線通信范圍 .............................................................................. 7 3 總體設(shè)計方案 ................................................................................................. 8 設(shè)計原則 ............................................................................................... 8 系統(tǒng)方案 ..........................................................