基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、石油是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，隨著經(jīng)濟(jì)的日益飛速發(fā)展，對(duì)油田的生產(chǎn)效率和原油質(zhì)量提出更高要求，而采油場(chǎng)傳統(tǒng)的人工巡檢或總線監(jiān)測(cè)方式效率低、線路冗余、成本過(guò)高、易受破壞，影響石油行業(yè)的快速發(fā)展。本文以提高監(jiān)控效率、降低成本為指導(dǎo)思想，提出基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田油井監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，關(guān)鍵技術(shù)選取，通信協(xié)議設(shè)置以及軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和論述。 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用無(wú)線模塊與傳感器件結(jié)合構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)

2、點(diǎn)，利用節(jié)點(diǎn)對(duì)油井相關(guān)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果傳送到監(jiān)控中心，并將油井及相關(guān)設(shè)備上的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心相連，構(gòu)成一個(gè)完整的傳感器網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)油田油井的監(jiān)測(cè)。 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的思想，根據(jù)實(shí)際情況，本系統(tǒng)選擇無(wú)線單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行無(wú)線傳輸，并提出一種融合跳頻技術(shù)(Frequency—Hopping spread spectrum，F(xiàn)HSS)的載波監(jiān)聽(tīng)(Carrier sense multiple access，CSMA)的傳輸協(xié)議

3、，有效減少數(shù)據(jù)傳輸中的碰撞問(wèn)題，降低沖突與數(shù)據(jù)丟失發(fā)生的幾率。 針對(duì)油田面積大，分布范圍廣的具體問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行研究，選取適合油田油井監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。本文對(duì)分層路由協(xié)議LEACH路由協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，提出把隨機(jī)形成的“簇”設(shè)置為以單個(gè)油井為單位形成一個(gè)簇，形成更明確的網(wǎng)絡(luò)劃分，對(duì)單個(gè)油井的各種運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行更有效的管理，同時(shí)可以對(duì)“簇頭”節(jié)點(diǎn)采取有線供電，提高網(wǎng)絡(luò)的生存周期。 在通信協(xié)議的選擇上，本系統(tǒng)采用自主

4、設(shè)計(jì)通信協(xié)議，具有很好的擴(kuò)展性和可靠性。系統(tǒng)以溫度參量監(jiān)測(cè)為例來(lái)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì)，軟件實(shí)現(xiàn)采取分層模塊化設(shè)計(jì)，底層驅(qū)動(dòng)、通信協(xié)議、應(yīng)用程序分層實(shí)現(xiàn)，各層間提供接口，方便調(diào)用，在應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)采集、處理以及傳輸分模塊實(shí)現(xiàn)，使軟件具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，有利于軟件管理。硬件設(shè)計(jì)采用集成了無(wú)線收發(fā)器的微處理器芯片CC1010，有效減小節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)體積與成本。最后經(jīng)過(guò)測(cè)試，達(dá)到較好的傳輸效果。 本論文基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究為