无线传感器网络在油田数据传输系统中的应用.pdf

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1、2012正仪表技术与传感器2O12第6期InstrumentTechniqueandSensorNo．6无线传感器网络在油田数据传输系统中的应用孙建延，许春香(中州大学，河南郑州450044)摘要：基于无线传感器网络和GPRS／CDMA技术构建了油田数据监控系统，将数据传输网络分为两级网络结构，现场层次由ZigBee树形网络实现，普通节点数据经小区中心节点和GPRS／CDMA网络发送至远程数据服务器层。介绍了整个系统硬件结构和应用程序服务内容，重点讨论了现场网络节点设计。针对野外节点工作环境，设计了高效率的DC／DC电路、快速动态电源路径选择

2、电路和低功耗的RF电路。初步试验表明：可以满足工作需要，具有物理结构简单、安装维护方便、运营成本低等优势。关键词：数字油田；ZigBee；RF；无线传感器网络；动态电源路径规划中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)06—0053—02WirelessSensorNetworkApplicationinOilfieldDataTransmissionSystemSUNJian—yan，XUChun—xiang(ZhongzhouUniversity，Zhengzhou450044，China)Abstrac

3、t：BasedonwirelesssensornetworkandGPRS／CDMAtechnology，anoilfielddatamonitoringsystemwasdesigned，whosedatatransmissionnetworkstructureincludedfieldlevelandserverleve1．ThefieldlevelincludedcommonnodeandcenternodebasedonZigBeetreenetworkandthecenternodesentdatatotheremoteserver

4、viaGPRS／CDMA．Thesystemhardwarestructureandserverapplicationstrategywerediscussed，especiallyfieldnetworknodes．Accordingtothefieldenvironment，thehigheficiencyDC／DCcircuit，fastdynamicpowerselectioncircuitandlow—powerRFcircuitweredesigned．Thetestshowsthatthesys—ternhasmeetactua

5、lneed，andhasadvantagesofsimplephysicalstructure，convenientinstallationandmaintenance，lowoperationcost，comparedwithotherdesigns．Keywords：digitaloilfield；zigBee；RF；wirelesssensornetwork；dynamicpowerpathplanning1基于无线传感器网络的油田数据传输网络1．1网络结构普通节点1、＼设备接一，、∥L_]广一现有的自动化油田数据采集传输方案是一台主控

6、设备通过有线接载多路传感器，进行数据采集，收集各路数据之后，通普通节点2＼鍪／＼曼：：匝麴If过GPRS／CDMA传送至数据中心，网络结构要求每台抽油机或其他设备，均通过GPRS／CDMA传输。文中提出的基于无线传匠怄从服务器感器网络的油田数据传输网络由两个层次网络构建而成，第一第二层次服务器层网络是：在一个采油井区范围内构建一个本地无线传输网图1两级层次设计的网络结构络，所有的数据汇总至井区中心；第二层网络是：各井区中心通点向工作节点发布命令，工作节点之间没有进行应用数据通信过GPRS／CDMA传送至整个油田的数据中心。网络结构如图1的要求

7、。在此条件下，采用树形结构。所示。采用两级网络方式，将具有以下优势：1．3网络路由建立(1)减少有线布设，降低线缆及其施工费用，降低了现场设节点开机后，首先发出广播信息，寻找网络，对就近收到的备安装的复杂度；(2)减少GPRS／CDMA通信节点数目，将有效降低设备运节点作出响应，并将节点的加入请求回送给中心点，中心点根营产生的通信费用。据最短路由依据，仅对其中一条请求(如果有多条的话)作出回将网络分为2个层次，每个工作小区现场布设普通节点和应，并分配网内地址，长度为2个字节，此后以此短地址作为网小区中心节点，小区中心为整个小区传感网络的中心，

8、收集数内通信时用的识别码。字节收到中心节点的加入网络许可后，据或转达命令，其通过现有的GPRS／CDMA网络和架设在机房即跳出加入网络模式，进入正常工作模式。的服务