基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油井監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、微電子制造技術(shù)和軟件編程技術(shù)等，能夠?qū)崟r感知、采集、傳輸和處理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)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(xiàn)的特點，在工業(yè)、環(huán)境、太空、智能家居、軍事等眾多領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。 目前，在油田生產(chǎn)過程中存在原油被盜、管道泄露、油井產(chǎn)量突然變化、突然停井等問題，若發(fā)現(xiàn)不及時，將造成

2、國家巨大財產(chǎn)損失，污染和破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，甚至?xí)鸹馂?zāi)、爆炸等重大安全事故。油田科研人員經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，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(chǔ)上探索出了一套通過專利閥門根據(jù)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(jié)合這套檢測理論，通過對勝利油田東辛采油廠實地考察，設(shè)計了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本

3、、低功耗的采油現(xiàn)場實時監(jiān)測報警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于實現(xiàn)采油現(xiàn)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(xiàn)象，可有效減少財產(chǎn)損失、環(huán)境污染，防范安全事故的發(fā)生。同時該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還能夠檢測采油井的產(chǎn)油趨勢，為企業(yè)管理人員制定生產(chǎn)經(jīng)營政策提供依據(jù)，有利于提高企業(yè)的管理水平。 本課題對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建、運行進行了詳細的研究、設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)了數(shù)據(jù)采

4、集，數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理功能。采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)，進行了信道偵測、信道遷移的抗干擾設(shè)計。同時對傳感器節(jié)點的硬件和軟件進行了低功耗設(shè)計，保證傳感器網(wǎng)絡(luò)具有較長的生命周期。匯聚節(jié)點利用操作系統(tǒng)的設(shè)計思想，任務(wù)之間相互協(xié)調(diào)配合實現(xiàn)了匯聚節(jié)點的參數(shù)設(shè)置、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)備份和系統(tǒng)報警功能，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和擴展性。通過管理節(jié)點和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器管理軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲、處理和分析。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳感器節(jié)點采用