基于无线传感网络的抽油机工况监测系统设计

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1、分类号：Ｔ３１６单位代码：１０２２０密级：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔ：ｙ＼－．々－：卢＇工程硕±专业学位论义１－靴‘，＇■■；．＇ｌ－‘＇＇＼、■心＇．＇：ａ—论文题目：基于无线传感网络的抽油机工况监测系统设计．．ｉｌＨｆ工程领域：电气工程ｌＨ—｜＾｜培养类别：□全日制■非全日制论文类型：工程设计｜Ｈ＾Ｈ；Ｂ｜硕击生：孙晓哲：校内导）巧王金玉教授１校外导师：叶喜太高级工程师

2、入学时间：２０１３年４月论文完成时间：２０１６年３月学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导Ｋ进行的研究工作及取得的研究成果，。据我所知，除文中ｄ经注明引用的内容外本论文不包含其他个人ｂ经发表或撰写过的研究成果，均己在文中作了明确说明并。对本文的研究做出重耍贡献的个人和集体巧示谢意。‘作者签名：刮、聪才晏Ｈ期；学位论文使用授权声明本人完全了解东北石袖大学有关保留。学校有权保留学位论、使用学位论文的规巧文并向图家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文

3、被查阅和借、阅，采用影印、缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文，却Ｗ公布论文的全部。论文加入±学位论文全或部分内容东北巧油大学有权将本人的学位《中国优秀硕文数国博±学位论》。据巧》、《中文全文数据巧》和编入《中国知识资源总化密的学位论巧。密本规文在解后语用定‘、ｒ学名：位论文作者签才＞［喊起－论导教师篡；名义指主术组成Ｗ豁：指导小名１ThesisfortheGraduateCandidateTestTheDesignofPumpingUnitMonitoringSystembased

4、onWirelessSensorNetworkCandidate:SunXiaozheTutor:WangJinyuField:ElectricalEngineeringTrainingcategory：Part-timeType：EngineeringdesignDateoforalexamination:9thApril2016University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学工程硕士专业学位论文基于无线传感网络的抽油机工况监测系统设计摘要依据国内现代化油田建设的需要，以及对国家能源

5、节约战略的积极响应，针对油田监控行业现存问题，以游梁式抽油机为代表，为其设计了基于无线传感器网络的抽油机工况监测系统。该抽油机工况监控系统兼具抽油机电参数采集、远程无线数据传输及抽油机示功图绘制功能。为更好地实现数据的实时采集，数据终端主控芯片采用高性能的STM32处理器；选用专用的电能计量芯片完成电力参数的测量；远程功能的实现依赖于ZigBee传感技术与GPRS无线通信技术的融合，使其在短距离依靠ZigBee技术进行快速有效的传输，而对于远距离的传输技术则采用GPRS无线通信技术，使远程的数据传输更加可靠。同时抽油机井故障阶

6、段的有效信息也可通过该远程传输系统上传至监控室，便于工作人员进行故障确认与排除，极大程度地提高生产管理的科学性和有效性。论文分别对该无线监测系统所包括的示功图采集模块、电参数测量模块以及无线通信技术模块进行了详细的介绍，并根据各模块不同的功能特性对其所需的具体器件选型，以及软、硬件设计进行阐述。例如，示功图采集模块设计了载荷与位移传感器，并实现数据的无线传输，实现载荷、位移信息的无线采集。硬件设计方面，采用CS5463专用电能计量芯片作为电参数测量模块的核心。并重点讲解了STM32与CS5463之间的SPI通讯；在无线通信模块

7、部分，进行了ZigBee无线通信模块和GPRS无线通信模块的选型。在上位机监控系统中采用C#语言进行了人机界面的设计。经测试，此系统可以广泛应用于油田有杆抽油设备的监控，使油田采油工不用频繁的巡井，降低采油工的劳动强度，克服手工绘制示功图时的不准确性以及人工参数测量伴随的人为测量误差。使其在油田抽油机井科学管理方面具有实际的应用价值和研究意义。关键词：抽油机，数据采集，无线传输，STM32II东北石油大学工程硕士专业学位论文TheDesignofPumpingUnitMonitoringSystembasedonWireles

8、sSensorNetworkABSTRACTThispaperanalyzesthecurrentsituationandexistingproblemsofdomesticandforeignoilfieldmonitoringindustry.Combinedwithth