一
、項目背景
      在(zai)廣(guang)袤(mao)寬(kuan)闊(kuo)的(de)遼(liao)河(he)三(san)角(jiao)洲(zhou)上(shang)
，到(dao)處(chu)都(dou)能(neng)看(kan)到(dao)正(zheng)在(zai)工(gong)作(zuo)的(de)采(cai)油(you)鑽(zuan)井(jing)
，油(you)區(qu)地(di)理(li)位(wei)置(zhi)分(fen)散(san)，生(sheng)產(chan)作(zuo)業(ye)流(liu)動(dong)性(xing)大(da)
，野(ye)外(wai)施(shi)工(gong)環(huan)境(jing)惡(e)劣(lie)。如(ru)何(he)能(neng)更(geng)好(hao)地(di)實(shi)現(xian)監(jian)測(ce)每(mei)一(yi)個(ge)鑽(zuan)井(jing)平(ping)台(tai)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)和(he)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)，一(yi)直(zhi)是(shi)油(you)田(tian)管(guan)理(li)層(ceng)思(si)考(kao)的(de)大(da)事(shi)。遼(liao)河(he)油(you)田(tian)地(di)跨(kua)遼(liao)寧(ning)、內蒙兩省區的13個地市，下設采油、科研

、集輸

、銷售等20個二級單位
，油區地理位置分散
，生產作業流動性大

，野外施工環境惡劣。同時，遼河油田擁有生產油井近3萬wan口kou，分fen布bu零ling散san，如ru何he能neng及ji時shi掌zhang握wo油you井jing的de生sheng產chan狀zhuang態tai信xin息xi，成cheng為wei提ti高gao遼liao河he油you田tian生sheng產chan率lv的de關guan鍵jian。以yi往wang單dan純chun依yi靠kao手shou工gong現xian場chang收shou集ji數shu據ju的de方fang式shi不bu僅jin不bu能neng滿man足zu遼liao河he油you田tian的de生sheng產chan需xu要yao，而er且qie成cheng為wei製zhi約yue企qi業ye快kuai速su發fa展zhan的de瓶ping徑jing。

      目前GPRS已經在很多領域有比較廣泛成熟的應用
，借助GPRS組網方案的應用
，可以大大地提高遼河油田的生產作業效率和信息化管理水平。

二、項目分析
2.1 係統組成
2.1.1油田數據采集終端
      采集終端負責采集各個機井的工作壓力

、采油時電壓、蒸汽溫度等數據，這些數據對判斷設備的工作狀況非常重要。
2.1.2無線傳輸設備
      油田分布廣泛而且都非常偏遠，給安裝維護帶來不少困難，鑒於對通訊模塊的要求，我們選擇廈門四信通訊有限公司的F2103 IP MODEM。它具有體積小
、功耗低
、配置使用簡單、即插即用。支持主備數據通道、並行多數據通道、實時在線和按需在線多種工作方式、並且支持APN網絡接入等功能不僅可以保障數據安全可靠還能讓客戶根據需傳輸節省資費。
2.1.3數據管理中心
      主要的部分有油田中心監控計算機的操作係統、井口微型計算機掃描和通信程序和在油田中心生產監控係統中編製報表、分析數據和通信用的軟件。
① 自動收集和認可從遠程井口微型計算機傳輸來的數據
，每口井具有其自己的識別特征
；
② 自動檢查錯誤
，如果需要還可重新傳輸；
③ 可設定報警標準，一旦數據達到或超過報警值則自動彈出報警信息
；
④ 對數據信息進行分析，從而製定產量及時間報表，且提供趨勢分析圖表，直觀的現實數據參數，給後期計劃提供數據支持。
2.2 係統總架構
      油田采集終端通過RS232/485通訊接口與F2103串口連接，數據監控中心可以采用多種方式連接網絡
，例如固定IP、APN
、ADSL等。

      無線傳輸設備F2103通過GPRS網絡連接到遠程數據中心服務器主機，與中心建立TCP/IP連接後開啟透明數據通道。當采集終端需要上報數據的時候將數據直接送往串口，此時F2103就會把收到的數據原封不動地發送到數據中心服務器主機。當數據中心下發的命令或數據通過通道傳輸到F2103後

，F2103通過串口送到采集終端，從而實現了數據雙向透明傳輸。

2.3係統實現功能
1、數據檢測功能：自動監測、記錄采油設備上的電壓、電流
、電度、溫度、壓力
、流量
、液位、界麵、含水
、示功圖
、紅外報警等數據。采集數據的格式為模擬、數字和串行通信口。還能完成流量和電度的積算。
2、數據共享功能：所測數據以及采油設備的工作狀態可以傳輸到局域網上，實現多方遠程數據共享。
3、顯示功能：總流程顯示、分組流程顯示、全部數據列表、分組數據列表、單個儀表曆史數據列表
，對於日、月
、年顯示、故障列表顯示。
4、輔助分析功能：及時發現停電、缺相、油管堵塞
、盜油、液麵過低

、配重不平衡等異常情況。
5
、報警功能：ruguojiancezhichaoguoshedingfanwei，jishengguanggaojing，bingnengzaipingmushangxianshichuxianwentideyibiaomingchengyijicanshuchaochudefanwei
，ruoyouduogeshujubaojing，jianganshunxuxianshichaozhiliebiao。
6、權限設置功能：權限設置分一般操作員


、管理員、超級係統管理三種。利用輸入用戶名和密碼加以限製

三、項目架構實施
3.1 傳輸模塊與油田采集終端連接

      油田數據采集過程中
，首先將各處傳感器的數據進行集中，集中器采用232/485通信接口，四信F2103即采用232/485通信方式，兩者連接如下圖：

3.2 數據中心網絡接入方式分析
1.專線接入
      中心采用APN專線， 所有點都采用內網固定IP客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接

，在GGSN與移動公司互聯路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用於GPRS專網的SIM卡才能進入專網APN，防止其他非法用戶的進入。

      用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。隻有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部安全。

      用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為(wei)通(tong)過(guo)認(ren)證(zheng)的(de)用(yong)戶(hu)分(fen)配(pei)用(yong)戶(hu)內(nei)部(bu)地(di)址(zhi)。移(yi)動(dong)終(zhong)端(duan)和(he)服(fu)務(wu)器(qi)平(ping)台(tai)之(zhi)間(jian)采(cai)用(yong)端(duan)到(dao)端(duan)加(jia)密(mi)，避(bi)免(mian)信(xin)息(xi)在(zai)整(zheng)個(ge)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)能(neng)的(de)泄(xie)漏(lou)。雙(shuang)方(fang)采(cai)用(yong)防(fang)火(huo)牆(qiang)進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)，並(bing)在(zai)防(fang)火(huo)牆(qiang)上(shang)進(jin)行(xing)IP地址和端口過濾。此種方案無論實時性，安全性和穩定性較前一種方案都有大大提高
，適合於安全性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境。在資金允許的情況下之最佳組網方式。

2. ADSL撥號連接（動態公網IP地址）
      中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網動態IP+DNS解析服務的。客戶先與DNS服務商聯係開通動態域名
，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網動態IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用
，但穩定性受製於DNS服務器的穩定
，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規模應用。

3. 通過固定公網IP連接
      中心采用ADSL等INTELNET公網連接
，采用公網固定IP服務的。此種方案先向INT ERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的。IP MODEM直接向中心發起連接。運行可靠穩定，推薦此種方案。

3.3 數據中心軟件平台構建
      中zhong心xin端duan軟ruan件jian的de構gou建jian有you多duo種zhong方fang式shi
，對dui於yu傳chuan入ru數shu據ju的de方fang式shi的de不bu同tong，我wo們men提ti供gong不bu同tong的de軟ruan件jian來lai幫bang助zhu客ke戶hu快kuai速su地di實shi現xian中zhong心xin端duan的de數shu據ju接jie收shou和he現xian場chang設she備bei的de管guan理li。

目前四信提供三種方式的中心接口：

1.首先是對於組態軟件，目前很多組態軟件廠家已經集成了我們的驅動了，可以直接配置使用；
2.對於後台中心軟件隻讀串口數據的情況，提供一個虛擬串口軟（TCP2COM），利用虛擬串口軟件可以將以太網數據轉化為串口數據，從而實現利用無線公網傳輸數據且又對現有係統不做修改的完美結合。
3.在zai客ke戶hu想xiang要yao開kai發fa自zi己ji的de數shu據ju中zhong心xin是shi
，此ci時shi我wo公gong司si會hui提ti供gong一yi個ge動dong態tai鏈lian接jie庫ku，利li用yong動dong態tai鏈lian接jie庫ku客ke戶hu可ke以yi很hen輕qing鬆song的de與yu傳chuan輸shu通tong道dao進jin行xing對dui接jie，同tong時shi會hui提ti供gong一yi個ge的de數shu據ju中zhong心xinDEMO軟(ruan)件(jian)，不(bu)僅(jin)開(kai)放(fang)源(yuan)碼(ma)還(hai)全(quan)程(cheng)協(xie)助(zhu)客(ke)戶(hu)進(jin)行(xing)自(zi)己(ji)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)和(he)功(gong)能(neng)的(de)開(kai)發(fa)。客(ke)戶(hu)可(ke)能(neng)通(tong)過(guo)動(dong)態(tai)鏈(lian)接(jie)庫(ku)快(kuai)速(su)開(kai)發(fa)一(yi)個(ge)靈(ling)活(huo)的(de)
，穩(wen)定(ding)的(de)，功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)的(de)終(zhong)端(duan)管(guan)理(li)和(he)數(shu)據(ju)交(jiao)互(hu)的(de)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)。

下圖為後台中心管理軟件：

四、方案特點
      1. 采用GPRS 無線組網方式，解決了油田分布散且偏遠的困難
，完全不受地理和采集點的約束，而且利用公共網絡組網方便
，費用低廉。
      2. 采用數據中心統一管理的組網方式
，結合F2103已經GPRS的(de)網(wang)絡(luo)特(te)點(dian)
，在(zai)現(xian)有(you)工(gong)程(cheng)上(shang)增(zeng)加(jia)新(xin)的(de)監(jian)測(ce)傳(chuan)輸(shu)點(dian)變(bian)得(de)十(shi)分(fen)便(bian)捷(jie)，且(qie)用(yong)對(dui)現(xian)有(you)的(de)工(gong)程(cheng)結(jie)構(gou)不(bu)產(chan)生(sheng)任(ren)何(he)影(ying)響(xiang)，極(ji)大(da)的(de)體(ti)現(xian)了(le)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)網(wang)絡(luo)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。
      3. F2103 IP MODEM 采用標準的工業串口通信


，即插即用，無需太多的專業技能和知識既能很快完成操作，且高規格的模具設計
，體積小巧方便維護。
      4. 油田設備都是長期夜以繼日的運行工作著，而且當地環境氣候都比較惡劣，要時刻保持工作狀態的監測，四信IP MODEM采用高性能工業級處理器以及看門狗等安全機製設計
，保證IP MODEM 萬一通信中斷也會自行檢測然後自動斷電重啟
，保證IP MODEM 永遠在線
，通信鏈路永遠正常。
      5. 采用多中心設計，可同時設置5個中心監控采集現場，避免因某個中心網絡不穩定或者關閉導致無法對礦井現場進行監控而產生安全隱患。
      6. 礦井一般都在偏遠地區且
，在此F2103進行人性化工程設計，可是工程人員無需到現場就可以遠程直接對網絡參數進行相應的配置，達到時間和人力的合理利用。
      7. 高規格材料選配，可在 -25~+65ºC、 相對濕度 95%(無凝結)環境下正常工作。
      8. 多協議支持

，四信IP MODEM支持透明TCP

、UDP傳輸協議和自定義應用協議等功能
，給用戶更多的選擇空間。

五、小結

      目(mu)前(qian)油(you)田(tian)無(wu)線(xian)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)的(de)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)已(yi)經(jing)十(shi)分(fen)廣(guang)泛(fan)和(he)成(cheng)熟(shu)，得(de)到(dao)的(de)效(xiao)果(guo)也(ye)是(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)，不(bu)僅(jin)擺(bai)脫(tuo)了(le)低(di)效(xiao)率(lv)的(de)人(ren)工(gong)監(jian)測(ce)
，且(qie)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)油(you)田(tian)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)，提(ti)高(gao)了(le)油(you)田(tian)的(de)整(zheng)體(ti)經(jing)營(ying)效(xiao)率(lv)，無(wu)線(xian)應(ying)用(yong)在(zai)各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)扮(ban)演(yan)者(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)角(jiao)色(se)。