ZigBee无线传感网络在油田中的应用研究

近年来,随着“物联网”概念的提出,无线传感器网路在各行业的应用进入了一个新的阶段。ZigBee作为无线传感器网络的热门技术,应用愈加广泛。ZigBee是一种低数据速率、短距离的无线技术。它的特点是近距离、低成本、低速率和低功耗。基于这些特点ZigBee可以广泛应用在智能家居、医疗监控和工业控制等领域。 本文首先是设计了一种基于ZigBee技术的RTU,然后通过无线龙ZigBee设备以及软件编程,进行了ZigBee无线传感器网络的实现,验证了ZigBee无线传感器网络文本传输的可行性,进而以石油行业作为背景,进行了ZigBee无线传感器网络的方案设计。本文主要进行了以下工作: (1)根据油田需要设计了一种基于ZigBee技术的RTU。完成了以ARM920T芯片作为主控制器的RTU整体设计,包括了RTU的硬件架构、软件层次结构、ARM920T与ZigBee的接口电路的设计,并选择了μClinux操作系统,研究了ARM9开发板操作系统移植以及ARM与ZigBee之间的串口通信应用程序的实现。 (2)在分析ZigBee的协议栈、网络基本概念和组网原理的基础上,研究了通过无线龙ZigBee设备及软件开发,搭建了无线龙ZigBee六个模块之间的星形组网试验平台,编程实现了模块点对点文本通信、一点对多点文本通信,进一步实现了星形网络节点间的文本通信。 (3)基于ZigBee无线传感器网络的特点和油田中油井的具体情况,设计了分别针对单个油井和整个油田的无线传感器网络的组网方案,并配合GPRS提出了油井信息到数据中心的传输方案。