基于ZigBee技术的油井参量采集系统的开发

抽油机的工作情况的监测是石油开采过程中重要的环节之一,其正常运行对于保证油井的安全、可靠生产具有十分重要的意义。随着现代科学技术在石油生产领域应用不断加深,对油井生产进行实时有效的监测成为了油田领域的重要课题之一。本课题针对油井所在区域分散,交通通信不便等特点,将现代无线网络技术、嵌入式技术等应用到油井的参数采集系统当中,实现油井工况的各项指标数据实时地采集与监测。 论文依据嵌入式计算机体系结构理论和无线网络技术,以ZigBee技术为基础,经过现场调研,设计了油井参数传输系统的体系结构,并使用NS2网络仿真工具对ZigBee网络结构进行了仿真分析,通过对组网时间、吞吐量、节点分布拓扑结构等角度对其性能仿真,为实际组网方式提供了理论依据。在此基础上,设计了用于油井参数信息采集的ZigBee节点和数据传输终端(RTU)的硬件模块,完成了相关硬件的电路板设计和调试,及其相应ZigBee通信模块和主控制器模块的驱动,使该网络节点具备了自组无线网络、参数信息传输的条件。在分析Z-Stack的基础上,完成了ZigBee网络部分的软件设计,实现了ZigBee网络组建、数据传输和数据采集处理等功能。并且在实验的基础上,运用仿真分析的理论基础,探讨了该系统参数传输协议的优化问题以及改进方法。