低功耗无线油井传感PILZ变送器研究

在计算机技术的快速发展以及自动化监测技术的不断提高的今天,很多大型企业都在采用先进的自动化管理和生产方式,以降低成本,提高管理水平和经济效益,使自己能更具有市场竞争力。近年来,随着原油价格的不断攀升以及人力成本的不断提高,企业的生产成本也在不断的增长。而我国的大多数油田仍采用人工定时巡查的方式或半自动化的监控方式,不但效率底下、成本高昂,而且不能及时发现问题和处理问题,很大程度上影响了原油的开采效率。

如何降低生产成本和人员成本,提高生产效率,减少安全隐患,提升管理水平,使得企业在市场上更具有竞争力,已经成为我国油田开采的一个重要任务。由于油田现场大多远离城市、交通通讯不便,而且油井位置又相对分散,对油田的生产管理实行远程监控和管理,可以有效的解决上述问题。设计的基于Zigbee的低功耗无线油井传感PILZ变送器,正是为了适合油田的远程监控系统而设计的。其目的就是要实现油田现场监控管理的自动化,自动采集油田现场的各种参数数据,无需人工值守就可以及时准确的让油田管理者掌握油井的工作状况,及时发现问题,从而降低人工成本,提高生产管理效率。针对油井现场现有的监控设施,均采用的是有线的RS-485的通讯方式,其布线复杂,稳定性差,所以本设计采用了Zigbee无线传输的方式来进行油井现场的数据通讯。系统以低功耗的MSP430F477单片机作为控制和处理核心,通过传感器对油井的温度、压力等数据进行采样,并将采样的油井参数发送到无线模块ZICM2410,然后数据通过Zigbee网络发送到现场数据采集器或通过LCD显示实时波形供现场监控,现场数据采集器再通过GPRS/CDMA模块将采集的数据发送到远程监控ZX。系统的Zigbee网络采用的是SNAP组网方案,其易于实现,组网灵活,并且成本低廉和开发周期短。由于系统需要在野外长期稳定的由电池供电工作,电池能量有限,其焦点是如何降低功耗。为了降低功耗,系统在硬件上采用了低功耗的器件和设计方法,在软件上使用了中断和休眠方式。Z后对系统进行了测试,验证了其功耗可以满足实际的需求。对无线网络进行了测试,完全可满足油井现场的数据通讯。介绍的无线传感PILZ变送器具有很广泛了应用范围,可以很容易的应用到其他监测领域。

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