浅析物联网石油测井数据传输和控制系统设计
油田日常维护工作的顺利开展,需要掌握油井的实际生产情况,因此需要通过仪器对油井的层数进行检测。我国油井分布比较松散,因此对监测的数据进行传递存在交的困难。基于此,该文对物联网石油测井数据的传输与控制系统的设计中的重要内容进行了介绍,希望对相关工作人员能够有所帮助。
1 物联网
物联网主要指的是末端设施和设备,主要包括工业系统、传感器以及贴在射频识别器上各种设备、携带无线终端的车辆和个人等。通过各种无线、有线,长距离或短距离的相互连通实现对数据传输。物联网就是利用传感器,实时对需要的数据进行采集、互动、连接,采集的信息的类型可以是电信号、光信号、化学信号等,利用各种可能存在的网络接入,实现物与人、物与物之间的连接,从而实现对物品的智能化管理和识别。因此,可以简单的将物联网描述为,利用传感器获取物理环境信息,然后利用通信网络对信息进行传递,再利用云计算平台,实现对复杂信息的处理。
2 系统的设计与实现
2.1 设计方案
系统的具体实现方案:在测井现场利用传感器获取待测油井的数据,将数据利用专用的电量将测得护具传送给计算机,然后利用计算机对数据进行处理后,利用GPRS将传递到企业内部,数据最终将会被送到测控中心,从而实现对数据的远程传输
2.2 网络传输协议
利用GPRS对数据进行传输面临协议选择,TCP和UDP是目前应用最广泛的两种协议,对协议的选择需要依据系统运行的实际情况而定。TCP协议数据的传递面向连接具有较高的可靠性,比较适合应用在顺序不重复、大批量的数据传递。但需要注意,TCP提供的数据传输不会对数据的便捷进行记录,因此如果数据传递过程中采用的方式是数据包,需要对包的同步问题加以考虑。测井在数据传递过程中对数据量的要求较大,同时网络环境十分复杂。此外,从目前的情况来看,在实际测试过程中,如果对TCP协议进行利用,数据在吞吐率上完全可以满足使用要求。UDP协议与TCP相比更加简单,灵活度高,建立连接较为容易,会对数据的边界进行保留。其最大的不足它提供的数据包通信的'方式并不可靠,在复杂的网络环境下的应用要十分谨慎,如果程序对出现的问题处理不当,可能会造成协议崩溃,从而导致系统无法正常运行。
2.3 测试通讯方案
为了对系统的可行性进行验证,在中国联通和中国移动两种网络的支持下对数据的传输效果进行验证。在数据验证过程中,利用自行编程的通讯程序对油田实地进行测试。测试过程中主要涉及到的性能有:RTK、吞吐量、时延、误帧率的平均值。根据测试结果对公众移动网络是否满足传输需求进行确定。同时,可以通过现场测试了解用户要求,使其为通讯协议设计提供参考。
2.4 设计通讯协议
(1)双发送队列。
石油测井数据传输系统,不仅要能够实现对测井中数据的传递,同时还应当实现文件的传输。测井数据传输在实时性上具有较高的要求,在文件的传输上实时性要求相对则较低,一般来说能够在规定的一段时间内完成文件传输即可。因此,在实际工作中,如果传输数据的宽带有限,为了确保测数据传递的实时性,应当对测井数据和文件传输两者制定相应的优先级机制。方案如下:将发送队列分为两列,一列为测井数据,另一列则为文件传输队列,同时应当在文件传送队列上安置一个标志,对发送权限进行限制,该标志只有则测井数据发送结束后,才会生效,标志生效后,文件传送队列发送数据,然后安置的标志将会再一次回到原位置,依次循环。
(2)后退N帧协议。
在数据传输过程中,如果采用简单的协议,RTT的时延一般约为500ms,这对数据传输的实时性产生了一定影响,为了提高通讯协议效率,可以对后退N帧协议进行应用,这种协议处于非受限协议和等停协议之间,对其进行应用可以缓解因为传输距离过大,导致等停协议效率低问题的发生。后退N帧协议一般只在测井数据中使用,并不在文件传输中使用,对于文件传输的维护有更高层的ZMOG协议完成,在线程发送上只是简单进行发送,并不会进行等待和确认。测井数据传输系统在通讯上需要是双向的,因此在实际工程中,必须是由接收线程和发送线程两者相互系统工作,接收线程和发送线程两者之间的信息要能相互传递,其中最重要的一点就是,接收线程应当能够将ARQ应当信号传送给发送线程,从而确保发送线程在运行过程中能够顺利完成发送任务,确保整个系统的安全运行。
3 结语
计算机技术的高速发展,使测井数据的数据的实时性得到进一步提高。在石油测井数据的传输与控制系统的设计过程中,要对不同的问题进行针对性研究,并且要通过大量的数据来对系统的功能进行确定,确保系统在日后的使用过程中能够达到理想的效果。
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