新型油田无线示功仪的研制.pdf

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1、研究与开发机电工程技术2012年第41卷第05期DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2012.05.011新型油田无线示功仪的研制陈术，张学典，姚晨，张平（上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093）摘要：针对目前数字化油田改造的需要，研制了基于无线网络技术的一体化示功仪。采用专用于无线和测控领域的COR⁃TEX-M3内核的处理器，结合传感器技术、ZigBee和GRPS网络技术，使油田信息实时传递到互联网经行监控。系统主要包括传感器节点和远程终端单元两部分。介绍了无线示功仪的总体结构和软硬件的实现。实验结果表

2、明，系统功耗低，成本低，安全性高，为油田安全生产和高效管理提供了可靠保障。关键词：ZigBee；cortex-M；加速度传感器；载荷传感器；示功仪中图分类号：TE927文献标识码：A文章编号：1009－9492(2012)05－0042－05ResearchofWirelessDynamometerforOil-WellMeasurementCHENShu，ZHANGXue-dian，YAOChen，ZHANGPing（SchoolofOptical-ElectriandComputerEngineering，UniversityofShan

3、ghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China）Abstract:AnewtypeofWirelessDynamometerforOil-WellMeasurementwasdeveloped.MicrocontrollerwithCORTEX-M3kernelwasappliedinthesystem.Thesystemincludessensornodesandremoteterminalunitsintwoparts,eachofwhichwasaddedwithwirelessmodu

4、lelikeZigBeeorGPRSmodule.Introducedtheoverallhardwarestructureandsoftwaredevelopmentofwirelessdynamometes.Experimentalresultsshowthatthesystemhaslowpowerconsumptioncost,safefortheoilproduction，andprovideareliableguaranteefordailymanagement.Keywords:ZigBee；cortex-M；accelerat

5、ionsensor；weighingsensor；dynamometer0引言期长，劳动强度大的缺点。数字化油田的建设包括整个生产流程和业务目前，无线通讯方式由于其建立物理链路简[3-4]流程的信息化，它对油田的所有资产，从油藏一单易行，成本低，功能扩展方便，被广泛引入直到销售终端实时截取数据，并提供连续的，远了到示功仪的数据传输。无线通讯技术热点主要[1]集中在Wi-Fi（wirelessfidelity，无线高保真技程的监控和管理。采用示功仪自动测取示功图是了解抽油机采油数据一种有效手段。示功仪自动术）、ZigBee、RFID（Radio

6、FrequencyIdentifica⁃测量和记录抽油机光杆周期性上下运动时不同位tion，无线射频识别）技术，此外还有UWB（Ul⁃移处所承受载荷和位移。通过分析示功图可以监traWideband，超宽带载波技术）、NFC（Near视抽油机的工作情况并判断油井油藏状态。示功FieldCommunication，近距离无线传输技术）等仪包括一次仪表和二次仪表两部分，依次用来采等。其中，RFID和NFC一般只适合用于电子标签集和处理数据。传统的一次仪表采用拉线式测量场合，Wi-Fi功耗高，安全性也很低，主要应用或者游梁驴头摆动角度测得位移数据，

7、仪表间的在城市无线网络，包括机场、酒店、商场等场数据通信依靠电缆来传输，引线随着光杆上下运所，在工业上的运用受到诸多因素限制。UWB抗动，容易损坏，而且功图资料存储的空间有限，多径能力强、功耗低、成本低、穿透能力强，传[2]输速率高达1Gbit/s，在视频消费娱乐方面的应用无法实现长期连续监测。石油开采区一般分布在丘陵荒漠等地貌复杂地区，人工测量存在时间周广泛，但由于UWB系统使用很宽的频带，与其它收稿日期：2011－11－2542机电工程技术2012年第41卷第05期研究与开发无线网络的干扰的问题一直存在争议。相比之无线传输单元发送数据；第

8、二部分是远程终端单下，ZigBee是一种新兴的基于IEEE802.15标准的元，是ZigBee网络的主节点，也是连接ZigBee网网络传输技术，具有低功耗、短时延、