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《基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)的研究與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)的研究與實(shí)現(xiàn)姓名:劉林申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):控制理論與控制工程指導(dǎo)教師:賈磊20080418山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要無線傳感器網(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(jì)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(shí)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(cè)對(duì)象的信息,具有成本低、功耗小、機(jī)動(dòng)性好、易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),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(jià)值。目前,在油田生產(chǎn)過程中存在原油被盜、管道泄露、油
2、井產(chǎn)量突然變化、突然停井等問題,若發(fā)現(xiàn)不及時(shí),將造成國(guó)家巨大財(cái)產(chǎn)損失,污染和破壞當(dāng)?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(shí)管道的壓力和溫度會(huì)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(shí)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(cè)解決方案。本課題結(jié)合這套檢測(cè)理論,通過對(duì)勝利油田東辛采油廠實(shí)地考察,設(shè)計(jì)了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本、低功耗的采油現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)采油現(xiàn)場(chǎng)油井
3、和輸油管道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),能夠及時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控管道泄露、油田停井等現(xiàn)象,可有效減少財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染,防范安全事故的發(fā)生。同時(shí)該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還能夠檢測(cè)采油井的產(chǎn)油趨勢(shì),為企業(yè)管理人員制定生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)政策提供依據(jù),有利于提高企業(yè)的管理水平。本課題對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建、運(yùn)行進(jìn)行了詳細(xì)的研究、設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)組成,分兩級(jí)搭建,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集,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(jìn)行了信道偵測(cè)、信道遷移的抗干擾設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件進(jìn)行了低功耗設(shè)計(jì),保證傳感器網(wǎng)絡(luò)具有較長(zhǎng)的生命周期。匯
4、聚節(jié)點(diǎn)利用操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,任務(wù)之間相互協(xié)調(diào)配合實(shí)現(xiàn)了匯聚節(jié)點(diǎn)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(bào)警功能,提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和擴(kuò)展性。通過管理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器管理軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和分析。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳感器節(jié)點(diǎn)采用電池供電,具有體積小,安裝方便,防破壞能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通信網(wǎng)絡(luò)采用免費(fèi)使用的ISM頻段,無需布線,具有成本低、施工簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文最后,為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)在采油現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用,利用兩個(gè)搭建的測(cè)試網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行多次了測(cè)試,并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了輸油管路的狀態(tài)的檢測(cè)
5、和監(jiān)控,進(jìn)一步驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)滿足采油現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)需求。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò);油井監(jiān)控;QoS技術(shù):信道遷移山東大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWirelesssensornetwork(wsN3isanewkindofnetworktechnologyforcommunication.Itachievestheintegrationofmanytechnologies,forexample,sensortechnology,embeddedcomputertechnology,communicationtechnology,distributedi
6、nformationprocessingtechnology,micro—electronicmanufacturetechnologyandsoftwareprogrammingtechnology.ItCanmonitor,collect,transferandprocessthereal—timeinformationoftheobjectandenvironmentintheareacoveredbythenetwork.Wirelesssensornetworkhasthecharacteristicsoflowcost,lowpowe
7、randhi曲mobility,andiseasytoimplement.SoitCanbeappliedinmanyareassuchasindustry,environment,aerospace,intelligenthouse,military,andSOon.AsSOfar,manyproblemswidelyoccurinoilproducing,forexample,thestolenofcrudeoil,pipelineleakage,abruptchangeandsuddenstopofoilproduction.Thesepr
8、oblemsnotonlycancausegreateconomiclosses,butalsopollutetheenvironmen