自供电油井网络化远程测控系统研究与实现

摘要

为了能够实时监测油井生产现场抽油机和电机运行状况,本文针对油井现场远程监测系统国内外研究现状和对系统应用需求的分析,结合嵌入式 web技术和传感器技术,研究并设计了嵌入式油井现场数据采集和无线传输系统。主要工作如下:
　　(1)在分析国内外油井现场远程监测系统发展状况和系统应用需求的基础上,提出基于ARM-Linux系统和WEB服务器的油井现场远程监测方案。
　　(2)设计实现了一种油井测控系统的硬件体系结构。系统的微处理器选用三星公司的S3C2440;采用256MB的NANDFlash,64MB的SDRAM;无线通信模块选用无线mavell网卡;示功图采集设备采用自行研发的位移载荷一体化测试仪;采用太阳能供电方式为整个系统供电;
　　(3)选用嵌入式Linux操作系统作为系统软件支撑平台。在系统硬件平台基础上移植了引导程序 u-boot、Linux内核及根文件系统;在 Linux操作系统环境下编写并移植了mavell无线网卡和基于SPI接口的ADS8341驱动程序;
　　(4)系统应用软件设计和实现。基于Socket和多线程通信机制实现了网络通信服务;采用Boa作为服务器,基于CGI和Java Applet技术实现了功图的数据采集和曲线的动态显示;
　　(5)完成了系统测试和现场实验。实验和测试结果表明:系统能够实时采集抽油机的功图数据和电机运行三相电压、电流;通过嵌入式服务器能实现油井现场远程实时监控;用户通过标准机浏览器可以监测远程油井生产现场的状态;系统能满足实际生产管理和检测的需求。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的目的和意义

1.3 国内外发展现状

1.4 本文结构安排

第二章 基于物联网的油井网络化测控系统总体设计方案

2.1 物联网技术

2.2 系统需求分析

2.3 油井信息无线传输方式选择

2.4 系统实现的功能：

2.5 系统总体结构设计

2.6 系统创新点

第三章 系统硬件设计与实现

3.1 ARM9核心板硬件设计

3.2 载荷测试仪硬件电路设计

3.3 电机测控单元

3.4 无线通信模块设计

3.5 太阳能充电模块设计

第四章 自供电油井远程测控系统软件设计与实现

4.1 嵌入式linux系统移植

4.2 设备驱动程序设计

4.3 油井远程在线监控的实现

第五章 系统测试及现场实验

5.1 硬件调试

5.2 软件调试

5.3 油井现场测试

总结及展望

参考文献

致谢

附录

个人简历

在校论文发表情况

参与项目情况

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