太阳能供电的无线录井系统研究

【摘要】：目前，录井工程中数据采集传输采用现场总线的方式，供电方式采用市电或者柴油机发电，工程中布线工作繁重，系统扩展性差，维护困难。无线录井系统具有可移动，易于扩展，易于安装和拆卸等优点。研究和开发无线录井系统对录井设备的升级改造和录井技术的进步有重要意义。 本文首先对无线化录井方案设计过程中需要面临的主要问题进行分析，确定系统设计工作重点。通过对常用的无线通信技术进行分析比较，选择采用ZigBee技术完成录井数据的无线传输。通过对常用自供电技术的分析比较，选择采用太阳能发电的方式为系统供电。 其次，采用模块化的设计思想，从降低系统功耗、实现无线化能量供给、建立稳定可靠的无线网络三个方面着手，进行无线化录井系统设计。针对录井传感器的特点设计低功耗的数据采集模块，完成模拟类传感器、泵冲传感器以及绞车传感器的数据采集。采用CC2530网络单片机为核心设计ZigBee无线传感器网络节点，并基于Z-Stack协议栈进行无线网络软件部分设计。太阳能供电部分从太阳能电池特点入手，将供电部分分为若干子模块进行设计，重点分析了电池温度保护、太阳能电池最大功率点跟踪、输出电压变换以及蓄电池状态监测各部分电路结构以及重要元件的参数计算。 最后，对系统网络功能，节点功耗等进行了实验测试，结果表明，系统功能基本满足无线录井需求，具有一定的应用前景。 【关键词】：录井 太阳能供电 数据采集 ZigBee CC2530
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE928
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 录井数据采集及传输技术现状11-14
• 1.2.1 录井仪器发展现状11-13
• 1.2.2 录井数据传输技术现状13-14
• 1.3 主要研究内容及目标14
• 1.4 论文结构14-16
• 第2章 系统设计总体方案16-25
• 2.1 录井现场工作特点16
• 2.2 常用短距离无线通信技术研究比较16-18
• 2.2.1 红外通信技术16-17
• 2.2.2 Wi-Fi 技术17
• 2.2.3 蓝牙技术17
• 2.2.4 ZigBee 技术17-18
• 2.3 常用自供电技术研究比较18-22
• 2.3.1 蓄电池供电19-20
• 2.3.2 太阳能光伏发电20
• 2.3.3 风能发电20
• 2.3.4 振动发电20-21
• 2.3.5 温差发电21
• 2.3.6 无线输电技术21-22
• 2.4 系统设计的原则22-24
• 2.4.1 低功耗设计22-23
• 2.4.2 可靠性设计23
• 2.4.3 抗干扰性设计23
• 2.4.4 其他相关设计23-24
• 2.5 系统方案设计24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 数据采集与传输硬件设计25-34
• 3.1 信号采集部分硬件设计25-31
• 3.1.1 模拟量数据采集电路25-28
• 3.1.2 脉冲量数据采集电路28-29
• 3.1.3 绞车传感器数据采集29-31
• 3.2 通信节点硬件设计31-33
• 3.2.1 无线节点电路设计31-32
• 3.2.2 串口电路的设计32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 太阳能供电系统设计34-44
• 4.1 太阳能发电系统分析34-36
• 4.1.1 太阳能光伏电池特性34-36
• 4.1.2 太阳能供电系统框架36
• 4.2 太阳能供电系统硬件设计36-43
• 4.2.1 电池板及蓄电池规格选择36-37
• 4.2.2 充电电路设计37-41
• 4.2.3 电压变换电路41-42
• 4.2.4 电池状态监测电路42-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 无线传感器网络软件设计44-52
• 5.1 ZigBee 协议栈的体系结构及程序分析44-47
• 5.1.1 ZigBee 协议栈体系结构44-45
• 5.1.2 ZigBee 协议栈程序分析45-47
• 5.2 无线通信软件设计47-51
• 5.2.1 系统网络整体设计思路47
• 5.2.2 终端节点软件设计47-49
• 5.2.3 路由节点软件设计49-50
• 5.2.4 协调器节点软件设计50-51
• 5.3 本章小结51-52
• 第6章 系统测试52-57
• 6.1 各模块功能测试52-55
• 6.1.1 太阳能充电模块52
• 6.1.2 模拟信号采集模块52-53
• 6.1.3 绞车信号采集模块53-54
• 6.1.4 网络功能测试54-55
• 6.2 节点功耗测试55-56
• 6.3 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果62-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

模拟光耦器件HCNR201及其在高精度电压检测中的应用    苏涛,昝小舒,周立新

太阳能光伏发电技术现状及其发展    赵晶;赵争鸣;周德佳;

基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统    赵增华;石高涛;韩双立;舒炎泰;周文涛;陈建民;

锂电池组单体电压精确检测方法    雷晶晶;李秋红;龙泽;王太宏;张金顶;

新型磷酸铁锂动力电池    方佩敏;

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述    周林;武剑;栗秋华;郭珂;

绞车传感器检测装置的研究与应用    党良昌

RS-485总线技术在录井仪数据采集中的应用    周发举;

钻井泵工况实时监测新方法    周明高,李相方,隋秀香,谢林峰

基于ZigBee协议的无线气象监测系统设计与实现    秦朝;齐文新;齐宇;

ZigBee协议栈的分析与设计    闫沫

太阳能供电录井数据采集与无线传输系统的研究    郑淑慧

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

一种结构新颖的地震动加速度计    任勇峰;王晓丽;

国内外光伏发电站环境影响评价方法简析    朱林;吴菲;李健;

粒子冲击钻井中液体携带粒子环空返流试验研究    马振中;张杨;温林荣;

电力电子行业在新能源建设中迎来新的发展机遇    何平;庄小奕;

液压随钻震击器在浅海钻井应用技术    王彦昭;

最佳限度地实现太阳能光伏发电并网系统探索    陆建国;汤士敏;

无线传感器网络节点的电压监测    李永成;凌青;石春;吴刚;陈雷;

串口通讯技术在钻井模拟器中的应用    李婷;罗东芳;

采用精密线性光电耦合器实现SFP隔离配电器的设计    施云贵,孙玉杰,张桂琴

关于大理州可再生能源与电网和谐发展的思考    宋春;

太阳能环保游船    王璐;籁斌贤;王宗耀;王建明;

太阳能光伏电冰箱技术    王子龙;张华;赵巍;

煤田勘查超千米深孔快速钻进技术探讨    耿建国;彭桂湘;丁仲翔;

定向钻进技术在陷落柱治理中的应用    葛会乾;

套管开窗侧钻技术在水井施工中的应用    王永全;王玉春;梁凤河;张书平;崔秀忠;

一种用于光伏系统的改进型最大功率点跟踪方法    胡希文;张建文;王刚;卓自明;

太阳能光伏发电风险评价    李伟;李世超;王丹;

风力发电机组的无线远程监控系统    孙利民;魏然;

浅谈液压顶驱钻机井架的设计    邵公育;董新旺;蒲朝阳;安许良;

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

水平井多封隔器压裂管柱通过性力学关键问题研究    张应安

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究    张金龙

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

地震勘探数据采集与传输体系研究    陈金鹰

真空开关的选相控制及其应用研究    丁富华

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

电动单轨吊动力锂电池组智能管理系统的研究    赵平强

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

基于ZigBee协议的传输系统设计    章毅

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

城市路灯智能监控与节能控制系统的研究    李冰冰

纯电动大巴磷酸铁锂动力电池监测与SOC估计    陈洪图

嵌入全球价值链的中国光伏产业发展路径研究    张翱林

湖南新能源和可再生能源开发利用问题研究    马国波

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

串联电池组电压转换电路的研究    林佩君;姜久春;

ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计    李文江;魏娟;

基于Zig Bee协议的温度湿度无线传感器网络    辛颖;谢光忠;蒋亚东;

无线传感器网络协议栈分析    李兴凯,谭永东

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制    傅诚;陈鸣;沈玉樑;余世杰;

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

交流特高压线路杆塔规划及经济档距分析    李永双;张国良;

小型太阳能光伏发电系统的实现    周丽梅;薛钰芝;林纪宁;董刚;

基于GPRS网络的输电线路绝缘子污秽在线遥测系统    黄新波,刘家兵,王向利,喻华玉

基于无线传输的油田钻井参数监测系统研究    徐春明

基于ZigBee的无线传感器环境监测网络设计    杨柳

ZigBee-2006协议栈的实现及其应用    倪敬飞

吉林探区适用录井技术系列研究与应用    窦辉,李成军,王研,田秀梅

全国录井技术研讨会在广西北海召开    罗甲学;

石油总公司系统录井技术交流会在大庆召开    刘树坤;

本刊2003年度选题方向及报道重点    

吉林录井：录一井 树一牌    潘笛;李明君;梁开国;

关于出版第二辑《录井技术文集》和评选优秀论文及作者的通知    

荣获《录井技术》杂志1999-2001年度优秀论文一等奖的第一作者简介    

2007年度中石化录井技术研讨会在珠海召开    李一超;

Visulogger录井仪在钻井工程中的应用    董振国;

保驾护航 不用扬鞭自奋蹄——录井技术与钻井施工安全研讨会在沈阳召开    刘树坤;

太阳能在基站中应用和节能减排分析    金美华;

太阳能照明    陈哲艮;

海上航标太阳能供电系统的两种改造方案    林挺;

海上航标太阳能供电系统的两种改造方案    林挺;

ZigBee技术在锅炉焊接质量监控系统中的应用    凌志浩;周怡颋;郑丽国;

基于ZigBee技术的井下人员定位网络系统    刘斌;

基于ZigBee的监护系统设计及其电磁兼容分析    弭强;张金玲;吕英华;朱琳;

基于ZigBee技术的井下人员定位系统读卡器的研究    申婕;

基于ZigBee技术的油井无线视频监测系统研究    雷文礼;杨延宁;刘巧平;张水利;陈旸;

基于射线跟踪法对室内ZigBee传播信道的研究    魏巍;吕英华;马润;

4000余户藏区游牧民用上太阳能供电    记者 胡敏

每公里道路年省电费4万    深圳商报记者　黄青山 管亚东

太阳能供电实时路况监控系统现身高速公路    日立

中国太阳能照亮世界杯赛场    吕巍

iPhone撑大了你的胃口    白马非

太阳能产品市场走俏    本报记者 冯海波

让太阳能在屋顶“安家”    吴红梅

保定：“太阳”照亮城市夜空    王明浩

Wi-Fi供电新说    

太阳能热水送进家家户户    记者　滕礼 实习生 柴巧霞 通讯员　吴璋科

基于节点移动性的ZigBee网络自适应路由策略研究    穆嘉松

智慧型作物生长环境监测与管理技术研究    赵睿明

汽车动态导航及其太阳能供电系统研究    殷伟

我国太阳能发电管理策略研究    钟渝

基于网络层的低速无线个域网节能方法研究    刘丹

RFID与无线网络融合关键理论和技术研究    蒋伟

基于ZigBee无线传感器技术的心电监护网络的研究    郑凯

X射线荧光岩屑识别技术研究    李春山

基于Zigbee技术的无线网络系统的建模与控制    柏建军

矿井安全智能监测无线传感器网络关键技术研究    余修武

太阳能供电的无线录井系统研究    刘少波

高速公路隧道太阳能供电系统设计与研究    田盟刚

独立太阳能供电系统的设计与研究    尚冬梅

基于ZigBee的机泵无线监测智能单元研究    齐鹤

基于ZigBee的水文遥测系统    于宵云

基于ZigBee无线传感网和模糊控制的温室番茄智能灌溉系统设计    张胜

基于ZigBee技术的无线水文监测应用研究    张云飞

基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现    赵政华

基于ZigBee协议的无线心电数据传输系统设计与研究    郭攀锋

基于ZigBee的土壤湿度无线采集系统节点设计    韩廷阁