基于ZigBee技術(shù)的井場(chǎng)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在石油天然氣開(kāi)采過(guò)程中，對(duì)井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)十分重要，有害氣體的彌漫很可能造成嚴(yán)重的安全事故。目前我國(guó)井場(chǎng)現(xiàn)有的有線監(jiān)控系統(tǒng)由于自身的局限性還難以實(shí)施全面、靈活的監(jiān)測(cè)。用無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)替代有線監(jiān)控系統(tǒng)，將極大地提高監(jiān)測(cè)與預(yù)警水平。目前無(wú)線通信技術(shù)有許多種，取代井場(chǎng)上短距離電纜最直接的方法就是利用短距離無(wú)線傳輸技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是國(guó)內(nèi)外都在研究開(kāi)發(fā)的一種新技術(shù)，目前在工況復(fù)雜的鉆井井場(chǎng)還沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。正是在這種背景下，本文對(duì)一種適合井

2、場(chǎng)有害氣體監(jiān)測(cè)的層次型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究。 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件是在ZigBee協(xié)議?；A(chǔ)上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，ZigBee是最近新出現(xiàn)的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，它以IEEE802.15.4無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外對(duì)它的研究尚處于起步階段。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下2個(gè)方面： 1、研究了應(yīng)用于井場(chǎng)有害氣體監(jiān)測(cè)的ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)監(jiān)測(cè)的需要，設(shè)計(jì)了層次型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂茩C(jī)制，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)雙層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成的兩個(gè)

3、階段，并設(shè)計(jì)了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)對(duì)過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)的地址分配算法。根據(jù)所設(shè)計(jì)的拓?fù)淇刂茩C(jī)制，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)的路由機(jī)制——分級(jí)路由機(jī)制，論述了這種路由機(jī)制的原理和優(yōu)點(diǎn)。 2、根據(jù)井場(chǎng)實(shí)際監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的需要，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)的兩種工作方式——周期性巡檢工作方式和中斷喚醒工作方式。針對(duì)兩種工作方式的特點(diǎn)分別設(shè)定了節(jié)點(diǎn)的兩種電源能耗管理模式。論述了周期性巡檢工作方式下網(wǎng)絡(luò)如何周期性地向監(jiān)控中心傳送氣體濃度信息，以滿足工作人員對(duì)井場(chǎng)環(huán)境周期性監(jiān)