2.3 主要的抗干扰措施

    对MAX354的输入端采用隔离放大器进行信号隔离，采用隔离放大器的变压器将信号磁耦合 ,隔离了通路的线路连接,从而切断了干扰源。这样对压裂设备上发动机的干扰有了一定效果的屏蔽作用。

同时，为了防止单片机受干扰影响而发生“死机”等现象，系统还利用MAX706芯片设计了“看门狗”电路，提高了系统的抗干扰能力，如图-3。 MAX706是一种性能优良的低功耗CMOS监控电路芯片，其内部电路由上电复位、可重触发“看门狗”定时器及电压比较器等组成。MAX706只要在 1.6秒时间内检测到WCI引脚有高低电平跳变信号，则“看门狗”定时器清零并重新开始计时；若超出1.6秒后，WCI引脚仍无高低电平跳变信号，则“看门狗”定时器溢出，WDO引脚输出低电平，进而触发MR手动复位引脚，使MAC706复位，从而使“看门狗”定时器清零并重新开始计时，WDO引脚输出高电平，MAX706的RST复位输出引脚输出大约200毫秒宽度的低电平脉冲，使单片机控制系统可靠复位，重新投入正常运行。MAX706的控制只需要利用单片机的P1.5引脚通过简单编程实现。
3 系统软件设计

       软件设计包括两方面：笔记本电脑的主机程序和单片机数据采集和发送的固件程序。其中，主机程序的编写可以利用VB语言编写，串口通信是通过 Microsoft　Visual　Basic的通信编程控件MSComm实现的。在读取完串口数据后，需要将每通道10次采集的数据进行数学平均计算，这样可以在一定程度上减小干扰数据的影响。

89C52的串行通讯采用工作方式1，波特率是9600bit/s，发送数据采用定时查询方式,可以根据需要适当调节发送数据的时间，定时周期性地读取存储的采样数据，以串行方式通过RS-485接口发送到上位机。程序采用可读性较强的C51语言编写，程序流程图见固件流程图-4。在编写89C52 的程序时，需要对采样数据进行处理。由于采集的油温、油压、井口压力等数据与信号电压是线性关系，通过给定标准信号电压测量一个最大值和一个最小值，就能得出各种数据的信号电压与测量数据之间的比例关系。数据处理程序是根据线性比例关系，先将A/D转换器AD574 采集到的12位二进制数据转换成实际测量值，并将此值按照ANSI/IEEE标准754-1985转换成32位浮点数，保存在设定的存储区，总共有8组数据，需要32字节的空间来存储采样数据。

一个标准浮点数占用一个双字（32位）。最高位（第31位）位浮点数的符号位，最高位为“0”是为正数，位“1”时为负数；8位指数占23-30 位；因为规定尾数的正数部分总是为“1”，只保留的尾数的小数部分（0～22位）。浮点数的优点是利用很小的存储空间（4B）可以表示出精确度很高的非常大和非常小的数，在进行数据处理和运算时提高了精确度。

图-4 单片机固件主程序流程图
4 结束语

该套数据采集系统在油田压裂设备上成功运用。实践证明，与传统的数据采集系统相比，该采集系统不仅轻便易携带，能有效防止现场环境的干扰，而且利用 RS-485总线进行远程数据采集，将油井压裂作业过程中的压裂车的油温、油压、井口压力、泥浆密度，以及其它数据保存到笔记本电脑上，增强了数据的实时处理能力，工程技术人员能够及时分析数据结果，减少了在油井压裂作业过程中的事故率