發(fā)布時(shí)間：2021-04-28 02:33

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,我國(guó)油氣田的數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步,但仍舊沒(méi)有解決油氣田中偏遠(yuǎn)井和單井的數(shù)據(jù)采集與傳輸問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)出一套應(yīng)用LoRaWAN協(xié)議的油氣田井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),旨在實(shí)現(xiàn)油氣田井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離和低功耗,解決油氣田偏遠(yuǎn)井和單井的數(shù)字化問(wèn)題。本文首先對(duì)LoRaWAN協(xié)議進(jìn)行了研究,闡述了LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景,并詳細(xì)介紹了LoRaWAN協(xié)議物理層、MAC層、應(yīng)用層的結(jié)構(gòu)和功能;其次對(duì)油氣田井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體描述,包括硬件總體設(shè)計(jì)、無(wú)線儀表、LoRaWAN無(wú)線模塊和LoRaWAN模塊調(diào)試板的硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)中通過(guò)使用LoRa調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)在不損耗模塊性能和保證低功耗的基礎(chǔ)上最大程度的增加信號(hào)通信距離,實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離和低功耗;之后對(duì)油氣田井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,包括軟件總體設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、協(xié)議棧移植和MSP平臺(tái)配置。軟件設(shè)計(jì)中基于STM32L152CCT6控制器和FreeRTOS內(nèi)核對(duì)LoRaWAN協(xié)議棧進(jìn)行了移植,并裁剪掉協(xié)議棧中未使用到的機(jī)制,節(jié)省了MC... 

【文章來(lái)源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景和意義
        1.1.1 論文研究背景
        1.1.2 論文研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展前景
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容和組織架構(gòu)
        1.3.1 論文研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 論文組織架構(gòu)
第二章 LoRaWAN協(xié)議
    2.1 LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及應(yīng)用場(chǎng)景
        2.1.1 LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
        2.1.2 LoRaWAN協(xié)議應(yīng)用場(chǎng)景
    2.2 LoRaWAN協(xié)議物理層
        2.2.1 射頻部分
        2.2.2 幀結(jié)構(gòu)
        2.2.3 接收窗口
        2.2.4 常用芯片
    2.3 LoRaWAN協(xié)議MAC層
        2.3.1 幀結(jié)構(gòu)
        2.3.2 MAC命令
    2.4 LoRaWAN協(xié)議應(yīng)用層
        2.4.1 終端入網(wǎng)
        2.4.2 數(shù)據(jù)加密
        2.4.3 ADR機(jī)制
    2.5 本章小結(jié)
第三章 井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)
        3.1.1 硬件電路開(kāi)發(fā)流程
        3.1.2 硬件組成
        3.1.3 硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
    3.2 無(wú)線儀表的硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 MCU
        3.2.2 外圍電路
    3.3 LoRaWAN無(wú)線模塊的硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 MCU
        3.3.2 外圍電路設(shè)計(jì)
    3.4 LoRaWAN模塊調(diào)試板的硬件設(shè)計(jì)
        3.4.1 USB轉(zhuǎn)換電路
        3.4.2 JTAG電路
        3.4.3 LED電路
        3.4.4 接口電路
    3.5 LoRaWAN網(wǎng)關(guān)
        3.5.1 整體結(jié)構(gòu)
        3.5.2 多通道
        3.5.3 控制接口
    3.6 本章小結(jié)
第四章 井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)
        4.1.1 需求分析
        4.1.2 設(shè)計(jì)原則
        4.1.3 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
    4.2 驅(qū)動(dòng)和初始化
        4.2.1 SPI總線
        4.2.2 EEROM
        4.2.3 UART接口驅(qū)動(dòng)
        4.2.4 時(shí)鐘
        4.2.5 Shell驅(qū)動(dòng)
    4.3 LoRaWAN協(xié)議棧的移植
        4.3.1 初始化
        4.3.2 創(chuàng)建LoRaWAN任務(wù)
        4.3.3 內(nèi)核調(diào)動(dòng)
    4.4 MSP平臺(tái)
        4.4.1 InfiLink連接管理平臺(tái)
        4.4.2 參數(shù)配置
    4.5 本章小結(jié)
第五章 井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試
    5.1 井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
        5.1.1 測(cè)試環(huán)境所需工具
        5.1.2 測(cè)試環(huán)境搭建
    5.2 井口無(wú)線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的測(cè)試
        5.2.1 連通性測(cè)試
        5.2.2 性能測(cè)試
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]騰訊攜手The Things Network拓展LoRaWAN開(kāi)發(fā)者生態(tài)[J].   單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(04)
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[4]中美能源安全現(xiàn)狀比較與啟示[J]. 袁益,舒展.  中外能源. 2019(02)
[5]基于二元指數(shù)后退算法的LoRaWAN協(xié)議[J]. 屈春曉,任久春,朱謙.  計(jì)算機(jī)工程. 2019(12)
[6]淺談Zigbee技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[J]. 左絮飛.  中外企業(yè)家. 2018(36)
[7]基于LoRaWAN的無(wú)線低功耗抄表方法設(shè)計(jì)[J]. 雷婧,李紅信.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2018(33)
[8]電信運(yùn)營(yíng)商基于LoRaWAN的城域物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案[J]. 王佳慶.  電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2018(11)
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[10]基于LoRaWAN的智能園區(qū)管理系統(tǒng)[J]. 鄒東堯,劉寬,李娜娜,董蘇鑫,杜中州.  現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2018(31)

碩士論文
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[2]基于LORA的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈文武.東南大學(xué) 2018
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的油田井口設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李穎.西安石油大學(xué) 2018
[4]基于LoRa技術(shù)的油田井口儀表數(shù)據(jù)傳輸研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 韓佳佳.西安石油大學(xué) 2018
[5]低功耗廣覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)海量接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李超.北京交通大學(xué) 2018
[6]基于LoRa技術(shù)的智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 劉偉.安徽理工大學(xué) 2018
[7]基于LoRaWan的輕量級(jí)IPv6協(xié)議棧的設(shè)計(jì)[D]. 劉智海.中央民族大學(xué) 2018
[8]基于GIS的LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)分析[D]. 茅樹(shù)申.西南石油大學(xué) 2018
[9]基于LoRaWAN協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)與數(shù)據(jù)采集算法研究[D]. 張白艷.浙江農(nóng)林大學(xué) 2018
[10]基于LoRa的LPWAN節(jié)能技術(shù)研究[D]. 虞閣飛.電子科技大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3164630