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。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文背景及研究意义

1．2 国内外现状和发展趋势

1．3 论文主要内容和组织结构

第二章 WiFi无线传感器网络技术

2．1 无线传感器网络

2．2 WiFi无线通信技术

2．2．1 WiFi网络基本工作原理

2．2．2 WiFi技术特点

2．2．3 WIFI与其他短距离无线通信技术对比分析

第三章 系统设计

3．1 总体设计

3．2 系统功能

3．3 模块选取与节点硬件设计

3．3．1 模块选取

3．3．2 传感器节点设计

3．3．3 协调器节点设计

第四章 系统软件设计

4．1 传感器节点软件设计

4．1．1 设计方案

4．1．2 WiFi模块生成STA模式

4．1．3 串口-无线网络数据转换

4．2 协调器节点软件设计

4．3 点对点通信的建立过程

4．4 传感器采集数据软件设计

4．4．1 油压、套压数据采集软件设计

4．4．2 温度数据采集软件设计

4．5 系统整体调试

第五章 总结与展望

参考文献

致谢