基于无线传感器网络的采油与原油输送监测系统的研究与实现

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1、山东大学硕士学位论文基于无线传感器网络的采油与原油输送监测系统的研究与实现姓名：艾茂良申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：杜晓通20070515山东大学硕士学位论文摘要无线传感器网络技术是一种新型的网络通信技术，融合了现代传感器技术、微电子技术和无线通信技术，能够感知、采集、传输和处理网络覆盖地理区域内被感知对象的监测信息。无线传感器网络具有成本低、功耗小、机动性好，易实现的特点，可以应用于工业、环境、太空、智能家居、军事等多种领域，因而引起了人们广泛的关注。目前，在油田生产过程中存在原油被盗、管道泄露、油井产量突然变化、突然停井等问题，

2、这些问题若未及时发现，不仅给国家造成巨大财产损失，而且还给当地生态环境带来严重的污染和破坏。油田科研人员经过多年的研究，探索出了一套在油田计量站处通过一个专利阀门利用输油管路压力、温度判断上述故障的理论，但仅靠人工不能实时大面积检测输油管路的压力、温度，因此迫切需要一种可靠、有效的监测解决方案。本课题结合油田科研人员的检测理论，通过对胜利油田东辛采油厂实地考察，利用无线传感器网络技术设计了一种低成本、低功耗的采油现场实时检测、报警系统。该系统用于实现采油现场油井和输油管路的实时监测，能够及时检测和监控原油被盗、输油管道泄露、停井等现象，对减少财产损失和环境

3、污染具有重要意义。同时该系统还能够检测采油井的产油趋势，为企业管理人员制定生产经营政策提供依据，有利于提高企业的管理水平。本课题利用传感器节点、汇聚节点和管理节点组成检测和通信网络，实现了数据采集，数据通信和数据处理功能。传感器节点的硬件和软件采用了低功耗设计，保证传感器网络在有限的能量下具有较长的生命周期。汇聚节点利用操作系统的设计思想，按照功能需求划分成6个独立任务，任务之间相互协调配合实现了汇聚节点的参数设置、协议转换、数据转发、数据备份和系统报警功能，提高了系统的稳定性、可靠性和扩展性。通过管理节点和数据库服务器管理软件实现了数据存储、处理和分析。

4、该系统中传感器节点采用电池供电，具有体积小，安装方便，防破坏能力强等特点。通信网络采用免费使用的IsM频段，无需布线，具有成本低、施工简单、维护方便。最后，为实现设计系统能够在采油现场得到应用，利用两个搭建的测试网络对系统运行情况进行了测试，并对采集数据进行量化分析。实验数据表明该系统实现了输油管路的状态的检测和监控，进一步验证了该设计满足采油现场的监测需求。关键词；无线传感器网络；油井监控；嵌入式实时操作系统；温度；压力Ⅳ山东大学硕士学位论文^BSTRACT11∞t∞hnologi舔of靶nsor，micm-cl∞咖cchanical8ystem锄dwi

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