基于力控监控软件的Zigbee技术在油井数据采集中的应用(转载)

021yin.com2010-0*-2*来源：创羿科技

　　【摘要】由于实际地形的原因目前我国的油井一般都很分散，分布范围广，地区偏远采油厂一般由多口油井、计量站、管汇阀组，转油站，联合站、原油外输系统、油罐以及油田的其它分散设施组成，整个采油厂的各种设施的工作状态及采出油品的数据(主要有温度、压力、流量等)直接关系到油田生产的稳定及原油质量动态数据应用。

　　1、行业背景

　　 1.1、现状

　　 由于实际地形的原因目前我国的油井一般都很分散，分布范围广，地区偏远采油厂一般由多口油井、计量站、管汇阀组，转油站，联合站、原油外输系统、油罐以及油田的其它分散设施组成，整个采油厂的各种设施的工作状态及采出油品的数据(主要有温度、压力、流量等)直接关系到油田生产的稳定及原油质量动态数据应用。如果对每一个采集点都采用GPRS/CDMA+RTU的数据采集方案不仅成本高而且由于边远地区移动信号盲点多且一般软件将GPRS网络绑定虚拟串口的查询访问方式造成数据传输不稳定的隐患，数据不能及时准确地送到监控中心，影响油井的动态分析和日常管理，不能及时有效地对油井的工作情况进行分析和管理，影响油井的正常工作，降低了工作效率，增加了不必要的成本。

　　　　1.2、需求分析

　　　　针对上述情况，必须采用新的技术进行便捷有效的升级改造，在保证数据及时、有效的传送到监控调度中心的前提下，又要考虑降低升级改造的成本，针对此应用场合，采用Zigbee技术与力控监控组态软件ForceControl*.1相结合通过其功能组件CommBridge进行数据采集非常合适动态数据应用。

　　　　2、系统网络拓扑图

　　整个监控网络可以分为三个层次

　　　　1) 基于Zigbee无线传感器汇节点数据的完整无线网络设计，网络采用星型或MESH网状网络拓扑和需求时唤醒Zigbee模块的通信方式，有效降低了每个Zigbee传感器节点的功耗，减少了传感器节点向汇节点上报数据时相互碰撞的概率动态数据应用。

　　　　2) 利用GPRS网络传输汇节点的数据，改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制，使网络具有非常显著的优点动态数据应用。

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　　　　*、Zigbee技术简介

　　　　*.1、Zigbee简介

　　　　Zigbee是一种无线连接技术的商业化命名，该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用动态数据应用。

　　　　国际上，IEEE*02.1*.*工作组及Zigbee联盟共同致力于该无线连接技术的推广工作，其中，IEEE*02.1*.*工作组主要负责制定Zigbee物理层及MAC层的协议，其余协议主要参照和采用现有标准，以便于今后不同厂商设备的互联互通; Zigbee联盟则负责高层应用及市场推广工作动态数据应用。而于2002年成立的Zigbee联盟如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司的加入。目前，Freescale、TI等国际巨头都已推出了比较成熟的Zigbee开发平台。

　　　　Zigbee标准基于*02.1*.*协议栈而建立，具备了强大的设备联网功能，它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构(Mesh)和簇状结构(Cluster tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性动态数据应用。

　　　　*.2、Zigbee技术特点

　　　　1)设备省电

　　　　Zigbee技术采用了多种节电的工作模式动态数据应用，可以确保两节五号电池支持长达*个月到2年左右的使用时间;

　　　　2)通信可靠

　　　　Zigbee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制动态数据应用，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突;MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息;

　　　　*)网络的自组织、自愈能力强

　　　　Zigbee的自组织功能：无需人工干预动态数据应用，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络;

　　　　　　*、本方案特点

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