游戏百科

油田那么大,井口怎么管?这套无线方案让监控“无处不在”

1. 背景概述场地现场井口分布分散,数量众多,出现异常现象需及时处理。人工巡视耗时长、时效性差;有线传输布线繁琐、成本高

1. 背景概述

场地现场井口分布分散,数量众多,出现异常现象需及时处理。人工巡视耗时长、时效性差;有线传输布线繁琐、成本高,且线路本身易出现故障;现场无移动网络覆盖,无法采用4G联网上报。

需要一种支持大量接入、覆盖范围广、数据传输高效,且具备数据中心汇总能力的无线传输技术,对现场分散节点进行数据采集,再通过中心处连接网络将数据同步至平台服务器,实现数据推送与展示。

2. 方案功能介绍

本方案包含终端与网关两种设备:

终端设备

搭载Zigbee协议模块,支持自组网功能;

支持休眠终端、路由器、协调器三种角色;

支持电池供电与外部供电。

休眠终端:设备平时处于整体休眠状态,仅在有数据发送需求时唤醒,发送完成后恢复休眠,功耗低,适合电池供电。

路由器/协调器:需保证网络与数据传输正常,需采用外部供电。

网关设备

搭载Zigbee协议模块,可与终端组成网络,支持路由器、协调器角色;

搭载4G协议模块,可将Zigbee数据通过4G同步至互联网,供平台服务器获取。

网络结构说明

整个数据网络由休眠终端、路由器(协调器)终端、网关设备共同构成:

每个监控点安装一台休眠终端;

每个监控区域安装一台路由器终端,负责区域内的组网与数据转发;

现场选择一处供电、信号良好的场地安装协调器终端,确保全网稳定;

在Zigbee覆盖范围内寻找有4G信号的场地安装网关;

若无4G信号,可通过路由器级联延伸网络至有信号区域再安装网关。

3. 方案应用介绍

每个井口安装一台休眠终端,与三轴传感器对接,作为报警节点。合理布置路由器(协调器)与网关,完成网络构建。

工作流程:

井口传感器检测到异常 → 发送数据至对应休眠终端;

休眠终端唤醒 → 上报异常数据、节点ID、经纬度坐标;

数据经路由器转发至网关;

网关通过4G将数据传至平台服务器;

平台进行报警推送与数据展示。

状态监测:

每个休眠终端周期性上报自身工作状态与电池信息,平台可实时监测设备在线状态与电量,及时通知维护。

4. 方案技术介绍

ZigBee(紫蜂)是一种低速短距离传输的无线网络协议,基于IEEE 802.15.4标准,特点包括:

低速、低耗电、低成本

支持大量网络节点

支持多种网络拓扑

低复杂度、快速、可靠、安全

适用于短距离、低功耗、低速率的数据传输场景,如周期性、间歇性数据与低响应时间应用。

网络特性:

可容纳多达65535个节点;

节点间可相互通信,距离可扩展;

每个节点既可采集数据,也可中转其他节点数据;

支持终端节点(RFD)与全功能节点(FFD)组网。

安全机制:

加密技术:128位AES算法,支持网络层与设备层加密;

鉴权技术:网络层与设备层双重鉴权,防内外攻击;

完整性保护:支持0/32/64/128位完整性校验;

顺序更新:通过帧编号防重放攻击,确保数据新鲜性。