[发明专利]油气井地面无线测试系统和方法

权利要求书

1、油气井地面无线测试系统，其特征在于：由N台无线采集器、多台无线中继器、一台集 中接收器和一台控制终端四部分组成；各台无线采集器与无线中继器之间、以及无线中 继器与集中接收器之间由无线电连接，构成多跳的树形网络拓扑结构，集中接收器与控 制终端之间是短距离的有线连接。

2、根据权利要求1种所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：无线采集器主要由多 个传感器、单片机、ADC模数转换电路、无线射频芯片和电源管理等部分构成；模拟传 感器的输出端与ADC的模拟输入端连接，ADC的数字输出端与单片机的IO口连接， 而数字传感器直接与单片机的IO口连接，单片机的数据端口再与无线射频芯片的数据 端口连接，最后无线射频芯片的天线接口连接到天线，而电池电能管理电路部分的输出 与各个需要供电的器件的电源端口连接；其中所述的传感器可以是温度、压力、流量的 模拟传感器。

3、根据权利要求1种所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：无线中继器主要由单 片机、无线射频芯片和电源管理等部分构成；单片机的数据端口与无线射频芯片的数据 端口连接，无线射频芯片的天线接口连接到天线，而电池电能管理电路部分的输出与各 个需要供电的器件的电源端口连接。

4、根据权利要求2或3中所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：所述的无线采集 器中的单片机和无线中继器中的单片都采用低功耗单片机。

5、根据权利要求1种所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：集中接收器由嵌入式 CPU、外部存储器、无线射频芯片、电源管理和数据输出接口电路单元以及天线组成， 天线与无线射频芯片的天线接口连接，无线射频芯片的数据端口与嵌入式CPU的一个 数据端口连接，嵌入式CPU的另一个数据端口与的输入端口，外部存储器与嵌入式CPU 连接，电源与电源管理单元的输入端连接，然后电源管理单元分出多个输出端分别与无 线射频芯片、嵌入式CPU连接。

6、根据权利要求5种所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：所述的嵌入式CPU 是采用高性能的嵌入式CPU。

7、根据权利要求1种所述的油气井地面无线测试系统，其特征在于：采用的时分多址的同 步正交组网协议为：帧长度设计为1000ms，由1个长162ms的下行子帧，64个长13ms 的上行帧和1个长6ms的保护时隙组成；下行子帧包括4ms保护时隙，94ms时间同步 信息和64ms对上行信息的接收确认信息，集中接收器发送，采集器/中继器接收；上行 子帧包括无线采集器采集到的测试信息，由对应无线采集器/无线中继器发送，集中接收 器接收，上行子帧。

8、权利要求1至7之一的油气井地面无线测试系统的采集数据处理方法，其特征在于：采 集数据处理由控制终端以及为本系统设计的专用软件处理完成。具体处理步骤为：

步骤一、实时接收程序，将各采集器通过无线方式传到测试中心的数据记录到数据库中， 以供分析和统计之用；

步骤二、利用实时分析模块，从数据库中读取各台无线采集器采集到的数据，以曲线、 柱状图、饼状图等方式分析采集的数据，以供决策参考；

步骤三：采集数据统计，对数据库中的实时或历史数据进行统计，并以曲线、柱状图、 饼状图等方式进行显示，以供决策参考。

9、权利要求1至7之一的油气井地面无线测试系统的设备配置方法，其特征在于每台无线 采集器通过硬件拨码确定自身的编号，集中接收器以轮训方式探测各无线采集器是否存 在，根据无线采集器的应答自动列出有效的无线采集器；操作员只需将这些设备部署到 地图上相应的地方即可。