基于無線傳感器網絡的油井監(jiān)測系統(tǒng)組網的研究與實現.pdf

1、無線傳感器網絡(WSN)技術是一種新型的網絡通信技術。它綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、通信技術、分布式信息處理技術、微電子制造技術和軟件編程技術等，能夠實時感知、采集、傳輸和處理網絡監(jiān)控區(qū)域內各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，具有成本低、功耗小、機動性好、易實現的特點，在工業(yè)、環(huán)境、太空、智能家居、軍事等眾多領域具有巨大的應用價值。 目前，在油田生產過程中存在原油被盜、管道泄露、油井產量突然變化、突然停井等問題，若發(fā)現不及時，將造成

2、國家巨大財產損失，污染和破壞當地生態(tài)環(huán)境，甚至會引起火災、爆炸等重大安全事故。油田科研人員經多年研究發(fā)現，管道漏油或油田停井時管道的壓力和溫度會有規(guī)律的變化，并在此基礎上探索出了一套通過專利閥門根據輸油管道壓力、溫度的變化去判斷上述故障的理論。但僅靠人工實施成本高、效率低難以滿足工業(yè)需要，因此迫切需要一種可靠、有效的監(jiān)測解決方案。 本課題結合這套檢測理論，通過對勝利油田東辛采油廠實地考察，設計了一套基于無線傳感器網絡技術的低成本

3、、低功耗的采油現場實時監(jiān)測報警網絡系統(tǒng)。該網絡系統(tǒng)用于實現采油現場油井和輸油管道的實時監(jiān)測，能夠及時檢測和監(jiān)控管道泄露、油田停井等現象，可有效減少財產損失、環(huán)境污染，防范安全事故的發(fā)生。同時該網絡系統(tǒng)還能夠檢測采油井的產油趨勢，為企業(yè)管理人員制定生產經營政策提供依據，有利于提高企業(yè)的管理水平。 本課題對無線傳感器網絡監(jiān)控系統(tǒng)的搭建、運行進行了詳細的研究、設計。網絡系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點組成，分兩級搭建，實現了數據采

4、集，數據通信和數據處理功能。采用了無線傳感器網絡服務質量(QoS)技術，進行了信道偵測、信道遷移的抗干擾設計。同時對傳感器節(jié)點的硬件和軟件進行了低功耗設計，保證傳感器網絡具有較長的生命周期。匯聚節(jié)點利用操作系統(tǒng)的設計思想，任務之間相互協(xié)調配合實現了匯聚節(jié)點的參數設置、協(xié)議轉換、數據轉發(fā)、數據備份和系統(tǒng)報警功能，提高了網絡系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和擴展性。通過管理節(jié)點和數據庫服務器管理軟件實現了數據存儲、處理和分析。該網絡系統(tǒng)中傳感器節(jié)點采用