硝酸鈉流量計在注入液流量測量采集與數據（jù）分析中的應用
點擊次數：1837 發布時間：2020-08-12 09:08:25
摘要：本文為了更加高效的進行數據采集和分析，提出（chū）了注入液流量無線采集及（jí）數據分析係統方案，它建立在以 51 係列單片機為硬件基礎的二維碼編碼生成和掃描解碼之上。二維碼生成模（mó）塊定時向（xiàng）硝酸鈉流（liú）量計發送采集指令（lìng），後者收（shōu）到指令（lìng）後發送流量數據。係統將（jiāng）該（gāi）數據生成 QR Code碼並顯示，使用（yòng）便攜（xié）式二維碼掃（sǎo）描槍掃描 、解碼（mǎ）並存儲 QR Code 碼 。係統（tǒng）方便管理（lǐ）人員進行後期分析，在提高清洗檢測技術的基（jī）礎上，豐富油田（tián）管理技術體係。
1 概述
油井清洗作（zuò）為油井（jǐng）作業（yè）的一項重要（yào）工作，不但可以清除井筒管杆的結蠟及髒物，另一方麵也不（bú）同程度影響油井產量（liàng），所以其注入液流（liú）量的監測就變得十分重要。本文（wén）旨在采用二維碼掃描技術，將注入液流量生（shēng）成二維碼並在 LCD 進行顯示，監測工人（rén）隻需定時采用掃描槍對大量硝酸鈉流量計進（jìn）行掃描，並將采集數（shù）據存儲至 PC，方便管理人員進（jìn）行後（hòu）期分析，在提高清（qīng）洗檢測技術的基礎上，豐富油田管理技術體係。二維碼掃（sǎo）描的注入液流量無線采集（jí）係（xì）統是建立在（zài）以51 係列單片機為硬件基礎的二維碼（mǎ）編碼生（shēng）成和掃描解（jiě）碼。即硝酸鈉流量計定時向二維（wéi）碼發送流量數據,二維碼生成模塊定時向硝酸鈉流量計（jì）發送采集指令（lìng），後者收（shōu）到指（zhǐ）令後發送流量數據。二維碼生成模塊生成 QR Code 碼，帶存儲功能（1000 條）的便（biàn）攜式二維碼掃描槍掃描、解碼並存儲 QR Code碼 。主要研究單片機二維碼程（chéng）序的設計；數據采集集成電路的設計；上位機（jī）軟件的編寫。
2.1 二維碼生成模塊采集數據方式：
硝酸鈉流（liú）量計定時向二維碼發送流（liú）量數據（瞬時流量、累計流量（liàng）、采集時間、流量（liàng）計（jì）編號等）；
二維碼生成模塊定時向硝酸鈉流量計發送采集指令，後者收到指令後發送流量數據。
2.2 二（èr）維碼生成模塊生成 QR Code碼。
2.3 帶（dài）存儲功能（1000 條）的便攜（xié）式二（èr）維碼掃描（miáo）槍掃描、解碼並存儲 QR Code碼。
3 係統硬件實現方案
流量數據二維碼生（shēng）成硬件設（shè）計方案（àn）
CPU 通過串口讀取流量數據，根據 QR code編碼方式生成二維碼（mǎ）並在 LCD 上顯示。在過程中主要解決的是對采（cǎi）集數據的分析處理（lǐ），並通過二維碼編碼算法處理，在彩屏上（shàng）顯示（shì）二維（wéi）碼（mǎ）圖片。係統采用（yòng） STC12C5A60S2 單片機（jī），是新一代 8051 單片機，操作指令（lìng）代碼完（wán）全（quán）兼容傳統 8051 單片機, 但速度速度比 8051 係列快8-12 倍。內部集成 M AX810 專用複位電（diàn）路,2 路 PW M ,8 路高（gāo）速 10位 A/D 轉換（huàn）(250K/S),針對電機控製，強（qiáng）幹（gàn）擾場合。
LCD 模塊是通過不同液晶單元的供電來控製光線是否通過來（lái）達到（dào）顯示目的。通（tōng）電時液晶單元（yuán）可以使（shǐ）光線通過。它的驅動方式有兩種，一種是有驅動芯片通過總線（xiàn）與單片機總線連接。另一種是LCD 顯示（shì）屏，它沒有驅動電路（lù），使用起（qǐ）來比較麻煩。常用的是帶驅動模塊的，使用總線便於與單片機連接，並且隻要發送需要的顯示數據到緩存中就能（néng）達（dá）到（dào）顯示目的。
單片機數據收集經過與硝酸（suān）鈉流量計通信，將所需的數據送到單片機處（chù）理。M AX232 芯片是美（měi）信（M AXIM）公司（sī）專為 RS-232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用 +5v單電源供電。由於單片機（jī）的信號電平（píng）與 RS232 的標準不同，所以需要 M AX232 進（jìn）行電平轉（zhuǎn）換。
PC 通過（guò） USB 連（lián）接（jiē）讀取二維碼掃描槍存（cún）儲數據（jù）（讀取後刪除掃描槍（qiāng）內存），並存儲至 SQL 數據庫（kù）中，需要對流量分析時，通過時間參數（shù）或者硝酸鈉流量計編號參數（shù）調取流量數據值，進（jìn）行單（dān）流量計或多流量計數據的對比（bǐ） 。
5 結論
通過對二維（wéi）碼係（xì）統的（de）設計，*先對單片機的開發（fā）平台做了詳細的了解；其次是對二維碼（QR Code）的結構及特點進行了闡述；*後在單片機開發（fā）平台上對二維（wéi）碼的編（biān）碼過程進行了設計。從（cóng）中我（wǒ）們了（le）解到了單片機係統以（yǐ）及二維碼技術（shù）的相關知識，並且認識到了（le）利用單片機平台來設計二維（wéi）碼的生成過程。在實際應用中，方便了大慶油田注入液流（liú）量數據監測管理人員進行後期分析，在提高（gāo）清洗（xǐ）檢測（cè）技術的（de）基上，豐富了油田管理（lǐ）技術體係。
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2.1 二維碼生成模塊采集數據方式：
硝酸鈉流（liú）量計定時向二維碼發送流（liú）量數據（瞬時流量、累計流量（liàng）、采集時間、流量（liàng）計（jì）編號等）；
二維碼生成模塊定時向硝酸鈉流量計發送采集指令，後者收到指令後發送流量數據。
2.2 二（èr）維碼生成模塊生成 QR Code碼。
2.3 帶（dài）存儲功能（1000 條）的便攜（xié）式二（èr）維碼掃描（miáo）槍掃描、解碼並存儲 QR Code碼。
3 係統硬件實現方案
流量數據二維碼生（shēng）成硬件設（shè）計方案（àn）
CPU 通過串口讀取流量數據，根據 QR code編碼方式生成二維碼（mǎ）並在 LCD 上顯示。在過程中主要解決的是對采（cǎi）集數據的分析處理（lǐ），並通過二維碼編碼算法處理，在彩屏上（shàng）顯示（shì）二維（wéi）碼（mǎ）圖片。係統采用（yòng） STC12C5A60S2 單片機（jī），是新一代 8051 單片機，操作指令（lìng）代碼完（wán）全（quán）兼容傳統 8051 單片機, 但速度速度比 8051 係列快8-12 倍。內部集成 M AX810 專用複位電（diàn）路,2 路 PW M ,8 路高（gāo）速 10位 A/D 轉換（huàn）(250K/S),針對電機控製，強（qiáng）幹（gàn）擾場合。
LCD 模塊是通過不同液晶單元的供電來控製光線是否通過來（lái）達到（dào）顯示目的。通（tōng）電時液晶單元（yuán）可以使（shǐ）光線通過。它的驅動方式有兩種，一種是有驅動芯片通過總線（xiàn）與單片機總線連接。另一種是LCD 顯示（shì）屏，它沒有驅動電路（lù），使用起（qǐ）來比較麻煩。常用的是帶驅動模塊的，使用總線便於與單片機連接，並且隻要發送需要的顯示數據到緩存中就能（néng）達（dá）到（dào）顯示目的。
單片機數據收集經過與硝酸（suān）鈉流量計通信，將所需的數據送到單片機處（chù）理。M AX232 芯片是美（měi）信（M AXIM）公司（sī）專為 RS-232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用 +5v單電源供電。由於單片機（jī）的信號電平（píng）與 RS232 的標準不同，所以需要 M AX232 進（jìn）行電平轉（zhuǎn）換。
PC 通過（guò） USB 連（lián）接（jiē）讀取二維碼掃描槍存（cún）儲數據（jù）（讀取後刪除掃描槍（qiāng）內存），並存儲至 SQL 數據庫（kù）中，需要對流量分析時，通過時間參數（shù）或者硝酸鈉流量計編號參數（shù）調取流量數據值，進（jìn）行單（dān）流量計或多流量計數據的對比（bǐ） 。
5 結論
通過對二維（wéi）碼係（xì）統的（de）設計，*先對單片機的開發（fā）平台做了詳細的了解；其次是對二維碼（QR Code）的結構及特點進行了闡述；*後在單片機開發（fā）平台上對二維（wéi）碼的編（biān）碼過程進行了設計。從（cóng）中我（wǒ）們了（le）解到了單片機係統以（yǐ）及二維碼技術（shù）的相關知識，並且認識到了（le）利用單片機平台來設計二維（wéi）碼的生成過程。在實際應用中，方便了大慶油田注入液流（liú）量數據監測管理人員進行後期分析，在提高（gāo）清洗（xǐ）檢測（cè）技術的（de）基上，豐富了油田管理（lǐ）技術體係。
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