智能电磁流量计在注入液流量测量采集与数据分析的应用

摘要：本文为了更加高效的进行数据采集和分析，提出了注入液流量无线采集及数据分析系统方案，它建立在以51系列单片机为硬件基础的二维码编码生成和扫描解码之上。二维码生成模块定时向智能电磁流量计发送采集指令，后者收到指令后发送流量数据。系统将该数据生成QR Code码并显示，使用便携式二维码扫描枪扫描、解码并存储QR Code码。系统方便管理人员进行后期分析，在提高清洗检测技术的基础上，丰富油田管理技术体系。
1、概述
油井清洗作为油井作业的一项重要工作，不但可以清除井筒管杆的结蜡及脏物，另一方面也不同程度影响油井产量，所以其注入液流量的监测就变得十分重要。本文旨在采用二维码扫描技术，将注入液流量生成二维码并在LCD进行显示，监测工人只需定时采用扫描枪对大量流量计进行扫描，并将采集数据存储至PC，方便管理人员进行后期分析，在提高清洗检测技术的基础上，丰富油田管理技术体系。二维码扫描的注入液流量无线采集系统是建立在以51系列单片机为硬件基础的二维码编码生成和扫描解码。即智能电磁流量计定时向二维码发送流量数据，二维码生成模块定时向智能电磁流量计发送采集指令，后者收到指令后发送流量数据。二维码生成模块生成 QR Code 码，带存储功能（1000 条）的便携式二维码扫描枪扫描、解码并存储 QR Code码 。主要研究单片机二维码程序的设计；数据采集集成电路的设计；上位机软件的编写。
2、系统方案设计

2.1 二维码生成模块采集数据方式：
智能电磁流量计定时向二维码发送流量数据（瞬时流量、累计流量、采集时间、流量计编号等）；
二维码生成模块定时向智能电磁流量计发送采集指令，后者收到指令后发送流量数据。
2.2 二维码生成模块生成QR Code码。
2.3 带存储功能（1000条）的便携式二维码扫描枪扫描、解码并存储QR Code码。
3、系统硬件实现方案
流量数据二维码生成硬件设计方案

CPU通过串口读取流量数据，根据QR code编码方式生成二维码并在LCD上显示。在过程中主要解决的是对采集数据的分析处理，并通过二维码编码算法处理，在彩屏上显示二维码图片。系统采用STC12C5A60S2单片机，是新一代8051单片机，操作指令代码完全兼容传统8051单片机，但速度速度比8051系列快8-12倍。内部集成M AX810专用复位电路，2路PW M，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制，强干扰场合。
LCD模块是通过不同液晶单元的供电来控制光线是否通过来达到显示目的。通电时液晶单元可以使光线通过。它的驱动方式有两种，一种是有驱动芯片通过总线与单片机总线连接。另一种是LCD显示屏，它没有驱动电路，使用起来比较麻烦。常用的是带驱动模块的，使用总线便于与单片机连接，并且只要发送需要的显示数据到缓存中就能达到显示目的。
单片机数据收集经过与智能电磁流量计通信，将所需的数据送到单片机处理。M AX232芯片是美信（M AXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。由于单片机的信号电平与RS232的标准不同，所以需要M AX232进行电平转换。

PC通过USB连接读取二维码扫描枪存储数据（读取后删除扫描枪内存），并存储至SQL数据库中，需要对流量分析时，通过时间参数或者智能电磁流量计编号参数调取流量数据值，进行单流量计或多流量计数据的对比。
5、结论
通过对二维码系统的设计，首先对单片机的开发平台做了详细的了解；其次是对二维码（QR Code）的结构及特点进行了阐述；最后在单片机开发平台上对二维码的编码过程进行了设计。从中我们了解到了单片机系统以及二维码技术的相关知识，并且认识到了利用单片机平台来设计二维码的生成过程。在实际应用中，方便了大庆油田注入液流量数据监测管理人员进行后期分析，在提高清洗检测技术的基上，丰富了油田管理技术体系。