基于ZigBee無線技術(shù)的油井監(jiān)控系統(tǒng)
抽油機(jī)是目前油田開發(fā)生產(chǎn)的主要地面設(shè)備，分布面積和油井間距都很大，采用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，則能夠?qū)崟r(shí)細(xì)致了解油井工況變化，便于及時(shí)采取相應(yīng)的措施，提高了管理水平。
系統(tǒng)概述：
ZigBee是一種新型的無線組網(wǎng)技術(shù)，其特點(diǎn)是低功耗、低數(shù)據(jù)量、低成本、使用免費(fèi)頻段2.4G、高抗干擾、高保密性、自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)。非常適合用來實(shí)現(xiàn)小范圍的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
油井監(jiān)控的特點(diǎn)數(shù)據(jù)量要求比較低，但對傳感器和控制器的環(huán)境要求較高，要求傳感器可以長時(shí)期穩(wěn)定的運(yùn)行，油井間地形簡單空曠適合部署無線網(wǎng)絡(luò)。
基于ZigBee無線組網(wǎng)技術(shù)結(jié)合油井監(jiān)控的特點(diǎn)，我們提出以下解決方案：
如上圖所示，系統(tǒng)由三部分組成：
1. 單個(gè)油井的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：這一小的無線網(wǎng)絡(luò)主要由布置在油井各位置的無線傳感器組成，主要采集油井的位移、載荷、出油口的溫度和壓力。無線傳感器由相應(yīng)的傳感器結(jié)合ZigBee M01模塊開發(fā)，無線通訊距離小于100m,傳感器和油井的數(shù)據(jù)采集控制器之間互相組成了ZigBee網(wǎng)絡(luò)。全部的數(shù)據(jù)最終集中到數(shù)據(jù)采集器中進(jìn)行處理和計(jì)算，然后數(shù)據(jù)將通過另一無線網(wǎng)絡(luò)上傳。
2.油井間的無線網(wǎng)絡(luò)：這一網(wǎng)絡(luò)由油井間的數(shù)據(jù)集中控制器組成，數(shù)據(jù)集中控制器在系統(tǒng)中充當(dāng)了網(wǎng)關(guān)的功能將單個(gè)油井的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理然后再通過油井間的無線網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)集中控制器采用短距離的無線模塊M01(通訊距離<100m)結(jié)合大功率的無線模塊M02(通訊距離<1000m)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的跨網(wǎng)段傳輸。
3.監(jiān)控中心：監(jiān)控中心采用相應(yīng)的PC服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，管理人員可以隨時(shí)了解各油井的工作情況和產(chǎn)量。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
1. 采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)組網(wǎng)，系統(tǒng)部署簡單，易擴(kuò)展添加新的節(jié)點(diǎn)。
2. 采用短距離ZigBee模塊配合長距離ZigBee模塊組成雙網(wǎng)段無線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了系統(tǒng)成本
3. 油井間無線節(jié)點(diǎn)采用mesh網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)路由，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
