基于無線傳感器網絡的采油與原油輸送監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現.pdf

1、無線傳感器網絡技術是一種新型的網絡通信技術，融合了現代傳感器技術、微電子技術和無線通信技術，能夠感知、采集、傳輸和處理網絡覆蓋地理區(qū)域內被感知對象的監(jiān)測信息。無線傳感器網絡具有成本低、功耗小、機動性好、易實現的特點，可以應用于工業(yè)、環(huán)境、太空、智能家居、軍事等多種領域，因而引起了人們廣泛的關注。 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，這些問題若未及時發(fā)現，不僅給國家造成巨大財產損失，而且

2、還給當地生態(tài)環(huán)境帶來嚴重的污染和破壞。油田科研人員經過多年的研究，探索出了一套在油田計量站處通過一個專利閥門利用輸油管路壓力、溫度判斷上述故障的理論，但僅靠人工不能實時大面積檢測輸油管路的壓力、溫度，因此迫切需要一種可靠、有效的監(jiān)測解決方案。 本課題結合油田科研人員的檢測理論，通過對勝利油田東辛采油廠實地考察，利用無線傳感器網絡技術設計了一種低成本、低功耗的采油現場實時檢測、報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于實現采油現場油井和輸油管路的實時監(jiān)

3、測，能夠及時檢測和監(jiān)控原油被盜、輸油管道泄露、停井等現象，對減少財產損失和環(huán)境污染具有重要意義。同時該系統(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。 本課題利用傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點組成檢測和通信網絡，實現了數據采集，數據通信和數據處理功能。傳感器節(jié)點的硬件和軟件采用了低功耗設計，保證傳感器網絡在有限的能量下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，按照功能需

4、求劃分成6個獨立任務，任務之間相互協調配合實現了匯聚節(jié)點的參數設置、協議轉換、數據轉發(fā)、數據備份和系統(tǒng)報警功能，提高了系統(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。該系統(tǒng)中傳感器節(jié)點采用電池供電，具有體積小，安裝方便，防破壞能力強等特點。通信網絡采用免費使用的ISM頻段，無需布線，具有成本低、施工簡單、維護方便。 最后，為實現設計系統(tǒng)能夠在采油現場得到應用，利用兩個搭建的測試網絡對系