项目的背景

1）宏观形势分析

经济全球化的发展使石油生产参与到了全球市场的紧张供应链中。在这种大环境下，油田生产管理区采用先进的网络通信技术，加强油井管理、降本增效，提高信息化管理和质量管理水平具有重要意义。

中国石化以“信息化带动工业化，发挥后发优势，实现跨越式发展”为指导思想，建设“数字中国石油”，根据《中国石油化工集团“十一五”发展计划纲要》与《中国石化ERP系统总体规划》，积极采用信息技术改造和提升石油、石化传统产业，给本项目带来了很好的契机。

2)目前存在情况分析

油田地理环境特殊，分布范围广，大部分在野外，相互之间距离远近不一，通信设施分布参差不齐。由于地域偏远，气候环境恶劣，尤其是某些地区酸雨频降，风沙侵蚀严重，冬季气温极低等客观条件，给油井设施的正常管理带来了巨大的困难。特别是近年来被媒体频频曝光的人为破坏、偷盗现象日益增多，如果采用传统的人工巡检、巡查等相对落后的监控手段来实施管理，不但需要投入大量的人力、物力、财力，而且由于缺乏一套行之有效的、切实可行的现场生产设备的网络化监控管理系统，抽油机的正常生产秩序得不到有效、安全的保护，不法份子破坏油井设备、盗取原油的事件时有发生，而设备故障又得不到及时修复。仅据一个不到300口油井的基层管理区统计，2004年被盗变压器7台，高低压线19空，电缆500余米；2005年上半年，共被盗变压器8台，高低压线21空，电缆250余米。由于各种偷盗事件愈演愈烈，不但给国家造成了重大的直接和间接损失，而且扰乱了正常的生产管理秩序，加重了设备现场维护的压力，使大量的人员疲于应付这种突发事件，降低了劳动生产率，事倍功半。油井设施的安全有效管理已成为了各级石油生产管理部门尤其是基层管理区重点关注的一大难题。因此，应用现代化的科技手段，建立起一套高效、可靠、实用的油井抽油机运行监控系统就成为了广大石油生产管理部门的理想选择。

针对这些情况，我们设计了本方案，实时监控抽油机等设备的工作状况，并利用移动公司的网络实现实时检测与告警，给不法分子以强大的威慑力。　同时，各级管理人员能通过局域网看到工作记录，掌握第一手资料，有效加强生产管理，保护油田财产。目前该项目已经申报宁波市工业科研攻关项目。

目前进展

从2004年10月开始，经过半年多的科技攻关，我公司在胜利石油管理局孤岛采油厂相关领导的大力支持和协助下，研制出一套集现代电力电子技术、传感器技术、GPRS无线数据通信技术、嵌入式GIS地理信息技术、太阳能技术以及计算机网络技术于一体的新一代油井抽油机运行监控系统。

2005年4月该系统已在胜利石油管理局孤岛采油厂孤六管理区的150口油井上安装使用。

系统概况

油井抽油机运行监控系统负责完成对抽油机进行监控和管理功能。系统分成两大部分：网管中心、监控终端。监控终端涉及的主要技术有：GPRS无线通信技术、太阳能技术、传感器技术、自动控制技术等。网管部分涉及的主要技术有：GIS地理信息技术、数据库技术、B/S技术等。

油井抽油机运行监控系统的网络拓扑结构如下：

网管中心

网管中心负责整个系统的管理，提供对用户的最终接口，系统结构上采用B/S模式，结合嵌入式GIS技术，使用电子地图直观显示和管理终端，符合目前网管系统的最新潮流。

１）网管中心硬件结构

网管中心硬件示意图

网管中心由企业网以及网管服务器、无线调制解调器1（GPRS通信模块），无线调制解调器2（可选），无线调制解调器3（短消息通信模块）组成。无线调制解调器1主要负责与终端通信。无线调制解调器2为备用调制解调器。短消息通信模块负责：在无线调制解调器1和无线调制解调器2无法与终端通信时，临时与之通信。

网管服务器通过GSM　MODEM与检测终端通信。通信采用主辅两种模式，主模式采用GPRS，辅助模式采用SMS，这样只要移动的网络不发生故障，就可以保证通信的畅通。

网管既可以单独工作，也可以与110等公用网络联网协动(根据用户需要设定)。当有告警信息时，网管可以把告警信息在屏幕上显示，发出告警音，给管理人员发送短信或者拨打电话，或者把告警信息发送给110和其他管理中心。

２）   网管中心软件结构

网管中心软件指专用服务器管理软件，整个结构为B/S结构。由SQL SERVER 数据库、GIS地理地图、网管中心控制接口三部分组成。网管中心程序安装后，局域网用户可以通过用户密码在网内任一台计算机上登陆并观看相应终端的工作状态。当终端所在抽油机出现故障时，服务器端自动报警的同时会向对应IP地址发送报警消息。用户也可在网内任意一台计算机看到对应终端的报警信息。

网管中心包含以下软件模块：

1．通信模块，负责提供管理中心与终端间的通信链路。

2．电子地图模块。负责根据数据库内容进行信息的显示和操作。电子地图分为二层：地图层（采用矢量图作为地图底图）、信息层（在地图上特定位置的信息）。其中地图层是存放于数据库中终端信息表的位置信息。

3．终端管理模块。提供对终端的管理，包括终端的地理位置信息（经纬度），终端系统信息，终端配置信息，终端状态信息。

4．系统管理模块

监控终端

1、使用环境：

监控终端置于野外无人值守环境，且野外环境比较恶劣。主要表现在温差大，低温（如北方会出现-30度环境），风沙多，雨雪，振动，无法外部供电等。

2、终端组成：

监控终端由高密度太阳能电板与锂电池、电源管理电路、独立振荡控制电路、

MCU控制模块、GPRS通信模块、传感器电路以及相关结构件等组成。

系统的基本功能

油井抽油机运行监控系统是监测抽油机是否正常工作的重要设施：

1、可以自动检测油井现场的抽油机是否正常工作；

2、可以实时地把抽油机的工作状态报送网管中心；

3、在发生异常时立即告警，通知相关人员处理；

4、管理人员可以通过局域网登录监控系统，随时查询抽油机的当前或历史的相关工作状态记录，并能够发送操作指令到终端，实现远程操作；

5、网管中心能提供生产管理所需的统计与管理功能。

本产品是适用于油井抽油机监控的新产品，符合石油生产管理的发展趋势，具有很大的发展潜力和较长的产品生命周期。

油井抽油机运行监控系统优点

1、采用先进的GPRS无线数据通信技术，保证了抽油机工作状态数据的实时获取，不但价格低廉，而且不受通信距离影响。

2、自主开发了稳定可靠的光学、机械、电子一体化倾斜传感器，不但寿命长，而且性能稳定，有效保障监控系统长时间的正常运行。

3、采用了国际上流行的嵌入式GIS地理信息系统技术，与生产实际结合，界面直观、操作方便、管理便利，无需对工作人员进行专门培训即可使用本监控系统进行油井监控操作。

4、采用B/S结构，用户无需繁琐的安装执行客户端软件，打开浏览器就直接可以浏览、查询和操作。并且可以在连接企业网的任何地方访问，进行各项操作，实时掌控油井运行状态。即使是在办公室里，照样能对油田的生产情况了然于胸，运筹帷幄之中，决胜千里之外。

5、采用太阳能/锂电池技术和先进的电源管理方式，进行了超低功耗设计，在待机状态下功耗小于0.02W，使得系统可以单独利用电池工作300小时以上，对各类恶劣的天气情况有很好的适应性。

6、采用看门狗与独立定时复位电路互补的方式，提供三级重启保护方式，有效防止程序死机与跑飞的情况，保证了终端的可靠性。

7、数据通信上采用以GPRS为主，以SMS为辅的协同通信方式，通信费用低廉，有效降低成本。两种方式自动检测，自动切换，极大的提高了通信的可靠性。

8、采用工业电子产品设计思路，所有元器件均使用工业级，不但信号更灵敏，而且产品的抗干扰性更优良，有效保证产品的稳定性。

9、使用两层防护设计，有效抵抗野外的恶劣环境，即使是暴雨甚至沙尘暴这样的恶劣天气，监控系统照样能运作自如。整个装置具备抗振、防尘、防水功能，具有更长的使用寿命，降低了后期的维护费用。

10．发射天线采用小型卧式天线，坚固且信号强，保证了信息的畅通，为工作人员实时监控油井工作状态提供了可靠保障。

技术参数

本系统的技术指标符合《石化信息标准化工作总体方案》，所用器件均采用工业级部件，并经过严格测试筛选。     

１）   系统技术参数

1． 遥测综合误差 ≤ 0.1%

2.  遥信正确率  ≥ 99.9 %

3.  信道：通讯方式：半双工/全双工

    　　　采集传输规约：思高WRTU规约等

   　　　 数据误码率：<10^-4

   　　　 覆盖范围：同GPRS网络

4.  系统响应时间应达到:　遥测传递时间：<  5秒

   　　事故、告警响应（画面推出）时间：<  3秒

5. 系统可靠性要求:　系统平均无故障时间(MTBF)

   　　　　　　　　　WRTU        ≥ 20000H

 　　　　　　　　　 系统可利用率 ≥ 99.9%

２）   监控终端性能参数

1、完全支持GSM Phase 2规范。

2、具有防水防尘功能。

3、带备用电池(锂电池，待机工作时间14天)。

4、所用器件全部采用工业级。

5、低功耗：待机状态功耗低于0.02W，通信时功耗不高于1.5W。

6、带太阳能电板，电板的功率为3W/6V，电流 35mA MAX (太阳直射)。

7、耐压：经受1500V，50Hz正弦交流电压1min试验

绝缘：＞50MΩ

http://www.bokee.net/blogmodule/weblogcomment_viewEntry/53133.html 技术前沿 haijun168 技术前沿 Fri, 17 Feb 2006 08:23:26 CST http://www.bokee.net/blogmodule/weblogcomment_viewEntry/53131.html

项目背景

汽车，已经成为当今社会的主要交通工具之一，在交通运输、家庭代步、商务洽谈等方面起着重要作用。到2003年为止，全国民用汽车保有量约为2400万辆，其中私人汽车保有量1200万辆，预计今年我国汽车产量将突破500万辆，再加上各种渠道的进口车辆预计总量超过550万台。可以说，随着中国社会经济的飞速发展，我国已逐步进入汽车消费时代, 从未来相当长的一个时期来看，“汽车社会”的到来对于推进我国城市化的进程，无疑将起到十分重要的作用。汽车不仅成为新一轮中国经济增长的“推进器”，同时也潜移默化地改变着人们的生活形态和生活内容。

汽车在给我们的生活带来极大便利的同时也带来了诸多问题,如交通事故激增、行政管理难度增大等。道路交通事故近几年来呈上升趋势，安全形势十分严峻。尤其是长途客运车辆的重、特大道路交通事故频发，给国家财产和人民生命安全带来了巨大损失。据近几年国家对外公布的道路事故死亡人数：2001年为10.4万人，2002年为10.9万人，2003年为10.5万人，2004年上半年为4.7万人，全年则超过11万人，由交通事故所导致的直接经济损失达到100亿人民币。许多交通事故由于无任何行驶记录，因而事故原因无法判定，事故责任也无法确定，为此，国家有关部门多方寻找对策，于2001年在《关于加强公路客运交通安全管理的通告》（公通字[2001]83号）就明确要求在营运车辆上逐步推广使用汽车行驶记录仪。

宁波思高软件科技有限公司秉承“服务交通运输，创造安全高效”的宗旨，情系社会交通安全，投入大量人力物力研发了该款汽车行驶记录仪。该记录仪在指导驾驶员安全驾驶的同时还能记录和再现机动车行驶状态的智能装置，降低车辆交通事故率，为交通事故的调查分析提供数据支持，是一种使汽车具备了强大的“记忆”功能的高科技汽车产品，已经得到国家交通管理部门和汽车生产厂家及车主的广泛重视，并已列入国家行业强制推广计划，2003年4月15日颁布了国家标准GB/T19056-2003《汽车行驶记录仪》。

汽车行驶记录仪简介

汽车行驶记录仪（VTDR，vehicle travelling data recorder）又称汽车黑匣子，按国标定义就是：安装在汽车上，记录、存储、显示、打印车辆运行速度、时间、里程以及有关车辆运行安全的其他状态信息的数字式电子记录装置。

汽车行驶记录仪系统为车辆管理提供了科学的管理平台，实现全智能化的车辆管理模式，遏止疲劳驾驶、车辆超速等严重交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为，有效地预防交通事故的发生，消除交通安全隐患，保障安全行车，减少车辆管理的繁琐环节。记录仪可以将超速和疲劳驾驶等违规过程实现量化管理、科学监控，提供详实的车辆行驶数据，以供管理部门或执法部门在执行过程中有据可依，用数据再现行驶过程；同时该系统也为用户提供加油和耗油过程的监控，预防车辆用油中的不正当的损耗，提高营运管理水平等诸多方面发挥重要的作

用。汽车行驶记录仪既可以为国家行政管理部门提供有效地帮助，也可以作为道路运输企业提供管理工具，同时也为驾驶员提供其驾驶活动的反馈信息，对于保障道路交通安全和加强车辆管理起到积极的作用。

鉴于汽车行驶记录仪的这些功能，欧盟、日本、美国等国家早在上世纪70年代就开始以立法的形式在部分客运车辆及货车上强制安装使用记录仪，目前已被广泛应用。我国政府和机关部门也逐渐认识到汽车行驶记录仪的重要作用，公安部、交通部、国家安全生产监督管理局于2001年底联合下发了《关于加强公路客运交通安全管理的通告》，通告要求：长途客运车辆应当逐步安装、使用符合国家有关标准的行车记录仪。 2004年5月1日起施行的《道路交通安全法》,实施条例第14条规定：“用于公路营运的载客汽车,重型载货汽车、半挂牵引车应当安装、使用符合国家标准的汽车行驶记录仪。”浙江省也对19716辆19座以上营运客车和5000辆危险品运输车辆作出了限期安装汽车行驶记录仪的措施。

本项目概述

宁波思高软件科技有限公司与上海华普汽车有限公司真诚携手，全程合作。通过细致深入的调查研究和相互沟通，为华普303型汽车量身定做了一款汽车行驶记录仪XS100A，其主要功能为记录汽车的实际行驶里程和1500小时内的汽车行驶状态。某些以出租营运为目的的不良用户故意拔掉里程表的传感器连接线，造成里程表读数远低于实际行驶里程数，从而骗取保修资格，使代理商和厂商的合法利益受到侵害。本记录仪采用独立的电子方式记录实际行驶里程数和用户拔除传感器的行为，通过记录的数据来维护代理商和厂商的合法权益。

该汽车行驶记录仪是专门为华普303汽车配套而设计的，其功能具有较强的针对性，主要记录了汽车行驶过程中的车速、转速以及行驶里程值。

项目系统组成

系统有如下几部分组成：

1）采用摩托罗拉的高可靠性汽车级CPU；

2）采用美国国家半导体的耐高压电源管理芯片；

3）采用爱普生的高精度精密时钟芯片；

4）车速和转速采样用专用电路隔离，采用软硬件结合去毛刺和软件滤波技术。

项目产品优势

1）采用了摩托罗拉公司的汽车级单片机，系统抗干扰能力强，稳定性好；

2）采用国家半导体公司的电源管理芯片，电源干净，且可有效隔离汽车发电机的高压冲击；

3）采用日本EPSON公司的时钟管理芯片，走时精准，可以精确到0.1秒；

4）车速和转速采样电路与外部传感器之间采用专用电路隔离，有效提高了系统的可靠性和抗干扰能力；

5）采用软硬件去毛刺技术和软件滤波技术，防止对车速和转速的误判，保证了记录的里程值和速度的准确；

6）同时记录车速和转速，有效防止野蛮用户把车速传感器拆除，造成无法有效记录里程值，此时可用记录的转速值与该用户交涉。

项目产品技术指标

技术指标

1.工作电压：12V（使用范围9V-40V）

2.工作电流：<6mA

3.外型尺寸：主机130mm x 68 mm

4.主机重量： 0.2 Kg

5.工作环境： 温度-20ºC-70ºC，相对湿度95%

6.时钟后备电池工作时间 >4年

7.数据采集对象：

车速传感信号：1路,峰值>3.5V方波,频率0～150Hz

发动机转速信号:1路，峰值>3.5V方波，频率0～266.6Hz

开关状态信号: 预留2路，峰值>3.5V开关量

8.数据记录对象：

累计行驶总里程：0～1,000,000Km

车速：0~250KM/H

转速：0~8000rpm

9.数据存储：

累计行驶总里程：从出厂时开始实际行驶的累计里程数

车速、转速和开关量：最近1500小时行驶时间内，每2分钟记录一次，按每天十五小时工作，可存各种状态数据三个月（最大1500小时实时数据记录）

断电后数据可保存40年以上

点火后通电时间小于2分钟的数据将不被记录

后期可扩充功能：

公司后期可根据华普公司的实际需求，在本系统的基础上实现国标意义上的汽车行驶记录仪，并将加入GSM无线通讯模块、身份识别系统、远程点火熄火控制系统等，从而实现防盗报警、定位导航等功能，为新车型增加CAN通信模块，可增加保养时间、胎压提示等温馨提示功能等增值服务。