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油田油井无线监控方案使用zigbee技术传输 
(发布日期:2018/3/22 10:59:15) 来源:http://www.four-faith.com
 

  

前言

我们知道油井是油田最小的生产单位,大大小小的油田是由这些成百上千,相距几十米到几百公里的油井组成。即时掌握油井的各种参数,了解油井的运行情况,对油田安全高效的生产至关重要。传统的采用人工采集这些数据,效率低,不能准确及时,并对工作人员的安全构成极大威胁。

基于802.15.4/ZigBee 技术的无线传感器网络的油井监测系统,采用大量传感器无线组网传

输的方式,完全摈弃了传统的单一使用有线、数字电台监控油井的方法。使设备费用投入大

及运营成本高,维护难度大的问题得到彻底的解决。大大提高了系统的稳定性,施工方便,

并实现油井井场内无线化。

项目分析

2.1 系统组成

2.1.1 终端数据采集器

油井工作状态传感器主要有温度传感器,电压传感器,电机电流传感器,被监控开关断/合

传感器,载荷传感器、角位移传感器(或脉冲发生器)、监控器、电参量传感器等,它们将

油井的工作状态变换成对应的电压或电流值通过ZigBee通信??樗椭敛捎统〖嗫刂行?。 

2.1.2 无线通讯设备

由于油田的磕头机本身结构设计相对严紧,如果采用有线来传输线数据的话,那将对磕头机

的正常工作带影响,而布线麻烦。

鉴于采集器的接口和设备的工作环境等多种情况的要求,我们选择厦门四信通讯有限公司的

F8914 ZigBee无线终端和F8114带GPRS的ZigBee无线终端。采用RS-232/485接口、金属外壳

设计,它具有体积小、功耗低、配置使用简单、即插即用,安装方便。 

2.1.3 监控中心

采油场监控中心一般设置在矿部、队部或其它监控调度部门,监控中心有两种接入方式,第

一种,直接网络接入,网络接入可以是专张、ADSL、光纤等多种方式;第二种,采用F8914 ZigBee无线终端接入。 

2.2 系统总结构

根据油井的分布规律系统采用ZigBee 技术和其他无线技术结合。由于油井一般是成群分布,单一油井和其他油井相距交远的情况不多。在井场内部和井群内部由ZigBee 终端节点,路由节点,协调器节点组成一个无线网。整个系统的网络总架构有两种方式,第一种,中心监控端采用有线网络接入,然后整个井群的数据经GPRS /GSM 传回给监控中心.

油田zigbee 组网

zigbee油井监测.jpg 

第二种,中心监控端通过ZigBee接入,终端通过ZigBee无线网传送给ZigBee中心节点,再通过中心节点传给数据中心和使用单位。在数据中心或使用单位经过对数据处理,对油井进行时时监测。

三、项目架构实施方案

3.1 ZigBee终端F8914与与采集终端连接

F8914支持RS232/385通讯接口,可通过RS232/485与采集终端连接。

3.2 监控中心接入方式

3.2.1有线网络接入

1)中心采用APN专线, 所有终端都采用内网固定IP,客户中心通过一条APN专线接入移动公

司GPRS网络,在GGSN与移动公司互联路由器之间建立GRE隧道。为客户分配专用的APN,其他

的用户不得申请该APN。只有该专网内的SIM卡才能进入该APN,防止其他非法用户的进入。

用户可以内部建立RADIUS服务器,以保证用户内部安全。用户在内部建立DHCP服务器(或在

APN路由器内,启用DHCP功能),为通过认证的用户分配用户内部地址。

此种方案无论实时性,安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高,适合于安全性要求较

高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下的最佳组网方式。

2)控制中心采用ADSL等INTELNET公网连接,采用公网动态IP+DNS解析服务的。

客户先与DNS服务商联系开通动态域名,IP MODEM先采用域名寻址方式连接DNS服务器,再由

DNS服务器找到中心公网动态IP,建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用,但

稳定性受制于DNS服务器的稳定,所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

3)控制中心采用ADSL等INTELNET公网连接,采用公网固定IP服务的。此种方案先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务,中心有公网固定IP的。IP MODEM直接向中心发起连

接。运行可靠稳定,推荐此种方案。



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