智能油水井管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)分析

劉璞　張春超　李春雨　周曉玲　田弘濤　趙玉龍　周曉慶

【摘 要】目前，我國的科技發(fā)展迅速，為了能夠進行信息的有效獲取、互享與決策，計算機系統(tǒng)的設(shè)計起到了關(guān)鍵性作用。智能油水井的管理系統(tǒng)設(shè)計，不僅可以通過物聯(lián)網(wǎng)來對數(shù)量眾多的油水井實施高效率、精準(zhǔn)、智能化的管理，同時還能為用戶提供更加方便快捷地應(yīng)用，甚至只需要查看一下手機或是終端便能夠查看任何狀態(tài)下的油水井狀況，并且還可以及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，從而有效降低了各環(huán)節(jié)操作中的工作量。通過重點對油水井的智能管理系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)進行相關(guān)分析，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】智能油水井管理；管理系統(tǒng)設(shè)計；實現(xiàn)

引言

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能油水井管理系統(tǒng)可以對數(shù)量龐大的油水井進行高效，準(zhǔn)確，智能的管理。對于用戶來說，使用起來特別的便捷。用戶只要查看終端或者手機就可以對入網(wǎng)的油水井的數(shù)據(jù)進行查看，觀察油水井實時的狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)異常。進而在減少了采油一線工人對抽油機管理，高架罐量油，油井產(chǎn)量計量等危險操作的工作量。同時也精簡了班站一記錄，精簡了油水井管理的基礎(chǔ)人員，減少企業(yè)負(fù)擔(dān)。

1油水井管理現(xiàn)狀

1）個人管理上的疏忽很多油水井距離采油站點相對比較遠(yuǎn)，大多數(shù)處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，為此油水井管理的全部責(zé)任都落實在某個人身上，如工作人員沒有良好的對待自己的本職工作，沒有依據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來實行巡查，或是只是流于形式地進行了表面巡查，如此便會造成由于個人工作上的瀆職而給企業(yè)帶來不同程度的損失。2）監(jiān)控的及時性和準(zhǔn)確性得不到保證油水井發(fā)生問題時如果未能及時的察覺，如油水井處在住宅區(qū)域和環(huán)境的保護區(qū)內(nèi)等一些特殊位置時，如果一旦發(fā)生問題時后果將會比較嚴(yán)重。尤其是在晚上，監(jiān)控的及時性與準(zhǔn)確性得不到確切保證。3）人工操作較復(fù)雜且時間較長對于油水井的管理，與實際生產(chǎn)具體操作的工作人員的技術(shù)能力及經(jīng)驗存有很大的依賴性，因此便較容易形成失誤。

2系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

2.1嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建

在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中首先要做的就是嵌入式環(huán)境的建立，就像是蓋樓地基一定要打好，所以在我看來嵌入式環(huán)境的建立時重中之重。搭建嵌入式環(huán)境分為四個步驟。（1）建立開發(fā)環(huán)境，安裝完整的linux0操作系統(tǒng)。（2）安裝工具鏈，安裝GCC交叉編譯器，安裝實驗平臺配套的文件，配置路徑。（3）配置宿主機，通過配置宿主機的IP地址來配置網(wǎng)絡(luò)。（4）建立連接，配置超級終端作為調(diào)試嵌入式開發(fā)板信息輸出的監(jiān)視器和鍵盤輸入的工具，測試網(wǎng)絡(luò)和NFS。

2.2更新密碼信息

在客戶端，用戶可以通過輸入正確的賬戶以及密碼時，可以對用戶的密碼信息做出更改操作，它包括兩個部分：修改密碼和重置密碼，普通用戶只能對自己的密碼信息進行修改，而對所有用戶密碼信息修改權(quán)限的只有超級管理員具有。只有超級管理員能夠?qū)τ脩舻拿艽a進行重置，而重置后的密碼將會發(fā)到注冊用戶的郵箱中。這對于保護系統(tǒng)的安全有著很大的作用。因為如果不是用戶本人對用戶的密碼進行重置，它就會危害到用戶的信息安全，所有只有超級管理員才有權(quán)力執(zhí)行這一操作。而在平時對密碼的保護的方法就是MDS算發(fā)。所有用戶的密碼都會經(jīng)過MDS算法加密后才保存在數(shù)據(jù)庫中，通過這種方法來實現(xiàn)對用戶密碼信息的安全保存。

2.3設(shè)備管控模塊的設(shè)計和實現(xiàn)

1）抽油機的管控開啟與停止抽油機：遠(yuǎn)程的控制抽油機的起停操作在智能油水井的管理系統(tǒng)中是最基本的操作。這一操作的具體實現(xiàn)是在研發(fā)板上設(shè)定了一個變量，其是代表著抽油機的啟動或是停止。通過對這個變量情況的查詢清楚抽油機工作的情況，通過voedPumpOn與voidPumpOFF來完成對油水井抽油機的啟動與停止的遠(yuǎn)程模擬操控。套壓控制：智能遠(yuǎn)程控制油水井套壓，在ARM開發(fā)板上設(shè)置一個步進式的電動機，利用對套壓及回壓的監(jiān)控來管控步進式電動機轉(zhuǎn)角，以此來實現(xiàn)套壓的遠(yuǎn)程控制。步進式電動機其轉(zhuǎn)角定義在360度時的狀態(tài)是全開。默認(rèn)的工作狀態(tài)是關(guān)，這個時候步進式電動機的轉(zhuǎn)角在0度。2）油水井的現(xiàn)場視頻監(jiān)控利用ARM2410s開發(fā)板上的攝像裝置來模擬出實際操作現(xiàn)場中的攝像頭，利用攝像頭與客戶終端的視頻隨時的傳輸來模擬出油水井操作現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控。智能油水井的管理系統(tǒng)所收集到的圖像是320×240規(guī)格的。本系統(tǒng)中油水井的監(jiān)控視頻模塊對于圖像的截取所采用的方式是內(nèi)存映射的方式。通過對攝像頭屬性及Video4linux的驅(qū)動接口進行設(shè)置來實現(xiàn)對圖像的截取，截取出的圖片通過JPEG的格式壓縮以后，都保存進內(nèi)存的緩沖中，客戶端能夠?qū)崟r的在內(nèi)存當(dāng)中詢問各時段內(nèi)的視頻信息。3）智能化油水井的設(shè)備狀態(tài)查詢智能油水井管理系統(tǒng)對于油水井操作區(qū)域內(nèi)的操作設(shè)備的運行狀態(tài)實施了遠(yuǎn)程查詢，從而清楚掌握智能油水井設(shè)備當(dāng)下的運行狀況，明確其是不是處于正常的運行狀態(tài)。用戶能夠通過這種功能，實時調(diào)整智能油水井設(shè)備的運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)問題能夠及時的進行有效的處理，讓油水井在管理上更為合理、有效，操作環(huán)境也更為安全、穩(wěn)固。

2.4員工培訓(xùn)信息查詢

如果用戶正確登錄到系統(tǒng)后，可以對本系統(tǒng)的員工培訓(xùn)內(nèi)容進行訪問操作，所有員工都可以訪問這個系統(tǒng)的這一模塊。但是針對不同的崗位有著不同的培訓(xùn)內(nèi)容，同時也有公共的培訓(xùn)內(nèi)容所有人都可以看到。不同崗位的人不會看到其他崗位的培訓(xùn)內(nèi)容。培訓(xùn)，該服務(wù)與庫存信息更新服務(wù)類似。用戶在客戶端輸入正確的賬戶和密碼登錄智能油水井管理系統(tǒng)。服務(wù)端判斷用戶的類別和訪問權(quán)限，返回用戶需要進行培訓(xùn)的內(nèi)容。根據(jù)輸入的信息來查詢數(shù)據(jù)庫，看該用戶是否為合法訪問該系統(tǒng)的用戶，即檢查該用戶是否在培訓(xùn)范圍內(nèi)。系統(tǒng)會根據(jù)用戶的身份自動生成當(dāng)月份的相關(guān)培訓(xùn)資料。與此同時，用戶也可以輸入具體的檢索條件來對培訓(xùn)內(nèi)容進行查詢服務(wù)，倘若查詢后的結(jié)果是不存在相關(guān)信息，就會顯示“找不到查詢信息”的提示框，倘若能找到，則對檢索的信息進行查詢服務(wù)并顯示查詢相應(yīng)的信息。

2.5測試

軟件測試用來促進和鑒定軟件的正確性、完整性、安全性和質(zhì)量的過程。通過對軟件進行測試檢驗軟件的實際輸出和預(yù)期的結(jié)果是否相同，從而達(dá)到對軟件功能的審核和評定。軟件測試的經(jīng)典定義是：在確定的條件下對程序本身進行操作，從而發(fā)掘程序錯誤，進而來衡量軟件質(zhì)量是否達(dá)到客戶滿意的程度，是否達(dá)到設(shè)計要求。一旦系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn)了問題，就一定要調(diào)試并找出錯誤，分析原因并排除錯誤，這樣才能達(dá)到預(yù)期效果。軟件測試程序：為了測試軟件而寫的軟件，與內(nèi)部功能模塊無關(guān)的僅用于測試的相關(guān)程序。在軟件開發(fā)過程中有很多重要的部分，我認(rèn)為軟件測試就是其中最重要的部分。因為它能夠是幫助開發(fā)者識別開發(fā)完成（中間或最終的版本）的計算機軟件（整體或部分）的正確度、完全度和質(zhì)量的軟件過程；它是SQA的重要子域。我們說的軟件測試其實就是指在軟件投入工作前，對軟件需求分析、設(shè)計規(guī)格說明和編碼的最終復(fù)審，它是軟件整體質(zhì)量保證的最為關(guān)鍵和重要的一步。

結(jié)語

油水井的智能化管理系統(tǒng)利用先進的科技，能使采油工作人員對于油水井進行隨時的智能化管理。通過互聯(lián)網(wǎng)便能夠?qū)Ψ植加诟鞯貐^(qū)的油水井實行統(tǒng)一的管理，及時取得各地區(qū)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與參數(shù)，并以最快的速度收到報警信息?，F(xiàn)在本系統(tǒng)的設(shè)計只能實現(xiàn)采油站的最基礎(chǔ)性的生產(chǎn)，仍有很多的現(xiàn)場設(shè)備能夠利用這一系統(tǒng)逐漸的加以實現(xiàn)，既有利于提高油田的生產(chǎn)效率，又促進其不斷的進步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司）