專利名稱：儲罐無線計量監測設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儲罐的計量監測設備，特別是涉及一種應用于油庫或油站， 以無線方式傳輸儲罐相關數據的儲罐無線計量監測設備。
背景技術：
對于新建的油庫或站，可以在設計初期就充分考慮到油庫或油站的相關信息化內容并加入到實際設計中去；而對于大多已經建設完成的老油庫或油站，其設計之初并沒有充分的考慮到系統信息化的各種需要，因而有必要對其進行自動化改造。自動化改造是油庫或油站信息化過程中的一項重要工作，庫區儲罐自動計量和監測系統又是油庫或油站自動化改造中的重要環節。目前市場上的儲罐計量和監測系統，大部分都采用有線電纜的方式進行通訊和數據傳輸，這對于需要進行自動化改造的油庫或油站，就不得不重新進行布線。重新布線的施工工作量很大，而且在油庫的危險區施工也極為不安全，同時，油庫或油站的自動化改造， 對時間也有著嚴格的要求，因此，使用有線電纜的儲罐計量監測系統對油庫或站進行自動化改造將大大降低工作效率且改造后的維護工作仍存在危險性。

實用新型內容鑒于上述原因，本實用新型的目的在于提供一種在油庫或油站的自動化改造過程中，無需重新布線，采用無線方式傳輸數據，且數據傳輸準確、可靠的儲罐無線計量監測設備。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種儲罐無線計量監測設備，其特征在于它包括殼體、設于殼體表面的IXD顯示屏、無線發射/接收天線、太陽能組件及設置在殼體內的控制電路；所述控制電路包括無線通訊控制芯片、電源轉換電路、傳感器接口電路；其中，所述無線通訊控制芯片的一數據輸入/輸出端與所述無線發射/接收天線相連接，用于發送 /接收無線數據；所述無線通訊控制芯片的電源輸入端經所述電源轉換電路與所述太陽能組件的電源輸出端相連；所述無線通訊控制芯片的一組數據輸入/輸出端經所述傳感器接口電路與設置在儲罐不同位置的傳感器相連接，用于采集儲罐的相關數據；所述無線通訊控制芯片的另一組數據輸入/輸出端與所述IXD顯示屏的數據輸入
/輸出端相連接。所述控制電路還包括存儲器，該存儲器的數據總線與所述無線通訊控制芯片的又一組數據輸入/輸出端相連接。所述控制電路還包括儲罐動態監測儀，該儲罐動態監測儀通過所述傳感器接口電路與所述無線通訊控制芯片的數據輸入/輸出端相連。
3[0013]所述儲罐無線計量監測設備的數據傳輸方式采用具有可靠性的請求應答機制。本實用新型的優點在于1、由于采用太陽能供電且以無線方式傳輸數據，使得油庫或站的自動化改造過程中無需重新布線，大大地提高了工作效率及安全性；2、可配置為數據路由器模式，增加了無線數據的傳輸距離；3、數據傳輸采用請求應答機制，提高了數據傳輸的可靠性；4、若當前工作頻段阻塞，系統可自動重新選擇新的空閑頻道，以保證設備的正常工作；5、全數字化數據傳輸，保證了數據的精度；6、使用數字1-99量化顯示當前網絡的通訊質量，更具人性化。

圖1是本實用新型控制電路的方塊圖；圖2A是本實用新型控制電路中無線通訊控制芯片外圍具體接線圖；圖2B是本實用新型控制電路中傳感器接口電路具體電路圖；圖2C是本實用新型控制電路中電源轉換電路具體電路圖；圖2D是本實用新型控制電路中LCD顯示屏具體接線圖；圖2E是本實用新型控制電路中存儲器外圍具體接線圖；圖3是本實用新型的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。本實用新型公開的儲罐無線計量監測設備由殼體、設于殼體表面的LCD顯示屏 16、無線發射/接收天線11、太陽能組件12、設置在殼體內的控制電路，以及可直接插入儲罐內的傳感器14組成，其中，控制電路為本實用新型的核心部分。圖1為本實用新型控制電路的方塊圖。如圖所示，該控制電路包括無線通訊控制芯片10、電源轉換電路13、傳感器接口電路15和存儲器17 ；其中，無線通訊控制芯片10的一數據輸入/輸出端與無線發射/接收天線11相連接，用于發送/接收無線數據；無線通訊控制芯片10的電源輸入端通過電源轉換電路13與太陽能組件12的電源輸出端相連接， 用于給整個儲罐無線計量監測設備提供電能；無線通訊控制芯片10的一組數據輸入/輸出端通過傳感器接口電路15與設置在儲罐不同位置的傳感器14相連接，用于采集儲罐的相關數據，如儲罐中液體的位置、溫度等；無線通訊控制芯片10的另一組數據輸入/輸出端與 LCD顯示屏16相連接，用于顯示設備的工作模式、通訊信號質量等；存儲器17的數據總線與無線通訊控制芯片10的又一組數據輸入/輸出端相連接，用于存儲系統配置和工作參數寸。為了方便于安全區的控制中心監控位于危險區的不同油庫或油站監測點的儲罐情況，本實用新型的控制電路部分通過編程可實現三種配置，即網絡控制器、終端采集器及數據路由器三種工作模式。其中于控制中心，將本實用新型配置成網絡控制器模式。此模式下，儲罐無線計量監測設備可與數據中心服務器相連接，也可通過其傳感器接口電路與一儲罐動態監測儀相連接。該監測設備一方面負責啟動和維護一個無線網絡，另一方面要通過天線接收本無線網絡內各個監測點的監測設備所采集到的儲罐的相關數據，并將接收到的儲罐的相關數據傳輸至儲罐動態監測儀或是數據中心服務器，以實現對儲罐狀態的計量和監測功能。需要注意的是，一個有效的無線網絡內，只需配置一臺網絡控制器模式的監測設備即可。于各個監測點，將本實用新型配置成終端采集器模式。此模式下，儲罐無線計量監測設備通過傳感器采集儲罐的相關數據，比如油位、水位、溫度等，并將采集到的數據通過天線發送至上述控制中心設置的監測設備，其中，傳感器可以是位移傳感器或是磁致伸縮位移傳感器，比如油庫磁致伸縮多功能液位儀MG等。由于采用無線方式傳輸數據時會受到傳輸距離的限制，因此，為了延長數據的傳輸距離，改善數據信號的傳輸質量，可于數據發送端和接收端之間(即各個監測點與控制中心之間)的一定距離設置一臺或數臺工作于數據路由器模式的儲罐無線計量監測設備， 以增加傳輸過程中的數據信號強度，延長傳輸距離。此時，各監測點的監測設備可將傳感器采集的儲罐的相關數據先發送至數據路由模式的監測設備，然后由數據路由模式的監測設備將數據轉發至上述控制中心的監測設備或是相鄰數據路由模式的監測設備。圖2A至圖2E是本實用新型控制電路具體電路圖。如圖2A，本實用新型控制電路中的無線通訊控制芯片采用JN5139芯片，具體型號為JN5139-Z01-M02，該芯片是一款2. 4G的無線通訊SOC模塊，外置SMA接口的天線，內含可編程的微控制單元，即可通過編程實現上述監測設備的三種工作模式。如圖2B，根據監測設備的不同工作模式，傳感器接口電路可連接不同的設備。網絡控制器模式下，該傳感器接口電路用于連接北京博瑞物自動計量系統股份有限公司生產的儲罐動態監測儀；而終端采集器模式下，該傳感器接口電路用于連接一至四個MTS公司的傳感器，比如MTS位移傳感器，MTS磁致伸縮位移傳感器。如圖2C，電源轉換電路主要采用美國LINEAR公司的LT3470ETS8芯片，用于將太陽能組件輸出的24V直流電壓轉換為本實用新型監測設備所需要的工作電壓3. 3V和18V。 太陽能組件采用北京昌日新能源科技有限公司生產的規格為17. 2V/15W的太陽能板，數量為兩塊，太陽能板控制器型號為SDRC10。如圖2D及2E，IXD顯示屏采用長沙太陽人電子有限公司的SMS0801B型IXD顯示模塊，使用數字1-99量化顯示當前網絡的通訊質量。觸摸按鍵電路用于設置工作模式、查詢并設置網絡地址等。存儲器用于存儲設備的配置數據和工作參數等。圖3為本實用新型的流程圖。如圖所示，本實用新型的儲罐無線計量監測設備于開機啟動300時先讀取配置310 若當前設備配置成終端采集器模式320，則判斷所在網絡是否有效321，無效則尋找并加入到有效網絡322中，網絡有效則采集讀取傳感器數據323，并進一步判斷采集到的傳感器數據是否有效324，數據有效則發送出去325并重新跳轉至步驟321，數據無效則跳轉至判斷網絡是否有效步驟321 ；若當前設備配置成數據路由器模式330，則判斷所在網絡是否有效331，無效則尋找并加入有效網絡332中，網絡有效則判斷是否收到數據333，若收到數據則將收到的數據轉發出去334并重新跳轉至步驟331，若未收到則跳轉至判斷網絡是否有效步驟331 ；其中，數據路由模式下的監測設備收到的數據可以是終端采集器模式下監測設備發送的數據或者是相鄰數據路由器模式下監測設備轉發的數據。若當前設備的工作模式既不是終端采集器也不是數據路由器模式，則判斷是否工作于網絡控制器模式340，若不是則將該設備配置為網絡控制器模式341。于該模式下，設備首先查找空閑頻道并啟動網絡342，然后判斷當前網絡是否阻塞343，當前網絡阻塞則返回步驟342以重新查找空閑網絡，網絡未阻塞則判斷是否收到數據344，若收到則將收到的數據輸出到儲罐動態監測儀345并重新跳轉至步驟343，若未收到則跳轉至步驟343以判斷網絡是否阻塞。其中，網絡控制器模式下的監測設備收到的數據可以是終端采集器模式下監測設備發送的數據或者是相鄰數據路由器模式下監測設備轉發的數據。另外，網絡控制器模式下的監測設備也可將收到的數據上傳至數據中心服務器以供監測。在上述的數據傳輸過程中，均采用請求應答機制和全數字化傳輸，以提高數據傳輸的可靠性和準確性。另外，LCD顯示屏均使用數字1-99量化顯示當前網絡的通訊質量， 使用更具人性化。本實用新型的儲罐無線計量監測設備，通過將設置于危險區和安全區的設備配置成不同的工作模式，危險區的設備通過傳感器采集儲罐的相關數據并以無線方式將采集的數據傳輸至安全區的監測設備以供分析監測，同時于無線網絡中設置一臺或數臺數據路由模式的設備以延長數據傳輸距離，使得油庫或站的自動化改造過程中，無線再重新布線，大大地提高了工作效率，而且有利于改造后的油庫或站的后期維護。以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種儲罐無線計量監測設備，其特征在于它包括殼體、設于殼體表面的IXD顯示屏、無線發射/接收天線、太陽能組件及設置在殼體內的控制電路；所述控制電路包括無線通訊控制芯片、電源轉換電路、傳感器接口電路； 其中，所述無線通訊控制芯片的一數據輸入/輸出端與所述無線發射/接收天線相連接；所述無線通訊控制芯片的電源輸入端經所述電源轉換電路與所述太陽能組件的電源輸出端相連；所述無線通訊控制芯片的一組數據輸入/輸出端經所述傳感器接口電路與設置在儲罐不同位置的傳感器相連接，用于采集儲罐的相關數據；所述無線通訊控制芯片的另一組數據輸入/輸出端與所述IXD顯示屏的數據輸入/輸出端相連接。
2.如權利要求1所述的儲罐無線計量監測設備，其特征在于所述控制電路還包括存儲器，該存儲器的數據總線與所述無線通訊控制芯片的又一組數據輸入/輸出端相連接。
3.如權利要求2所述的儲罐無線計量監測設備，其特征在于它還包括儲罐動態監測儀，該儲罐動態監測儀通過所述傳感器接口電路與所述無線通訊控制芯片的數據輸入/輸出端相連。
4.如權利要求3所述的儲罐無線計量監測設備，其特征在于它的數據傳輸方式采用具有可靠性的請求應答機制。
專利摘要本實用新型公開了一種儲罐無線計量監測設備，包括殼體、設于殼體表面的LCD顯示屏、無線發射/接收天線、太陽能組件、設置在殼體內的控制電路及設置在儲罐內的傳感器；控制電路包括無線通訊控制芯片、電源轉換電路和傳感器接口電路；無線通訊控制芯片的一數據輸入/輸出端與無線發射/接收天線相連接；無線通訊控制芯片的電源輸入端經電源轉換電路與太陽能組件的電源輸出端相連；無線通訊控制芯片的一組數據輸入/輸出端經傳感器接口電路與傳感器相連接；無線通訊控制芯片的另一組數據輸入/輸出端與LCD顯示屏的數據輸入/輸出端相連接。由于采用太陽能供電并以無線方式傳輸數據，使得油庫或站的自動化改造過程中無需重新布線，提高了工作效率。
文檔編號G08C17/02GK202331760SQ20112045393
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者樊紅杰, 莫順元 申請人:北京博瑞特自動計量系統股份有限公司