基于WiFi的天然气井监测数据采集系统设计

【摘要】：天然气作为一种环保、经济的清洁能源越来越受到人们的关注,在一次能源消费结构中的占比也逐步提高。对天然气的开发利用将会形成天然气田和长输管道建设蓬勃发展的新局面,如何利用智能化技术对现场环境监测数据进行及时准确的采集,从而保证设备安全高效的运行变得至关重要。本论文来源于中国石油创新基金研究项目(2014D-5006-0603),根据工程需求,对分布广阔的天然气采气井构建了监测数据采集系统。该系统主要由终端传感器节点、协调器、远程控制中心三部分组成。利用WiFi技术将具备采集传输功能的传感器节点分布在气井各部位,对气井的环境温度、油压、套压等工作参数进行采集。采集后的数据通过协调器发送到远程监控中心,从而实现了对气井运行状况的动态监出测。论文介绍了技术特点、WiFi无线传感器网络拓扑结构、协议分析。从总体上提出了系统结构,基于主芯片和射频芯片对节点进行了硬件设计,给出了传感器节点和协调器节点的软件设计流程,并用测试工具对所构建的网络进行了整体测试。论文最后对全文进行了总结与展望,指出其中的不足与可以改进的地方。 【关键词】：天然气井 数据采集 WiFi 无线传感器网络
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE938;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 论文背景及研究意义9
• 1.2 国内外现状和发展趋势9-10
• 1.3 论文主要内容和组织结构10-12
• 第二章 WiFi无线传感器网络技术12-16
• 2.1 无线传感器网络12-13
• 2.2 WiFi无线通信技术13-16
• 2.2.1 WiFi网络基本工作原理13-14
• 2.2.2 WiFi技术特点14
• 2.2.3 WIFI与其他短距离无线通信技术对比分析14-16
• 第三章 系统设计16-25
• 3.1 总体设计16-17
• 3.2 系统功能17-18
• 3.3 模块选取与节点硬件设计18-25
• 3.3.1 模块选取19-21
• 3.3.2 传感器节点设计21-23
• 3.3.3 协调器节点设计23-25
• 第四章 系统软件设计25-43
• 4.1 传感器节点软件设计26-29
• 4.1.1 设计方案26-27
• 4.1.2 WiFi模块生成STA模式27-28
• 4.1.3 串口-无线网络数据转换28-29
• 4.2 协调器节点软件设计29-33
• 4.3 点对点通信的建立过程33-35
• 4.4 传感器采集数据软件设计35-40
• 4.4.1 油压、套压数据采集软件设计35-38
• 4.4.2 温度数据采集软件设计38-40
• 4.5 系统整体调试40-43
• 第五章 总结与展望43-44
• 参考文献44-46
• 致谢46

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