油田是一个以油气生产为主，集勘探、开发、施工作业、后勤辅助生产、多种经营、社会化服务为一体的，专业门类齐全的国有 特大型企业。油田的勘探、钻井、测井、录井等是野外作业，流动性强，点多、分散、距离长，施工现场与公司之间的信息交流长期以来没有好的解决方案。油田管理层十分重视油田信息化建设，明确提出了未来一个时期油田信息化建设的具体目标。

借助“采油井在线监测系统”，管理人员足不出户就可以通过该系统随时观测到油井的生产状况。油井工作的相关数据每隔一定时期传输一次，机井一旦出现故障，示意图就会标示感叹号，维护人员就能够在最短的时间内赶到现场，及时排除故障。以前，采油测试工要到每个现场进行测试，费时费力不说，对每口井的工作状态也很难把握，有时一口井发生故障，往往许多天后才发现。

油田工作环境恶劣，雷击、地震及人为破坏等时有发生，怎样把油井运行的相关数据传送到中心控制室一直是个难题。以前，油田曾采用微波、数传电台的方式采集数据，但实际使用过程中，效果不理想，高成本的投入和频繁的维护让采油单位不堪重负。引入了“采油井在线监测系统”之后，通过固定在机架上的传感器，管理人员可以及时了解各个机井的工作压力、采油时电压、蒸汽温度等数据，从而确保了油井的安全运转。

1.       在输油管道上，每隔一定距离安装一个超声波流量检测传感器。

2.       每个超声波流量传感器外接一个ZigBee无线节点，读取并传输此传感器数据。

3.       每个超声波流量传感器使用外接电源,在没有交流电源的情况下使用太阳能电池。

4.       太阳能电池需确保3天以上的工作时间。

5.       如果两个流量检测传感器之间距离比较远，则在两者之间每隔800米使用一个ZigBee中继

1．        低成本

系统使用无损安装，直接在管道外添加超声波检测，无需停产安装，不需要影响生产，降低成本。

系统使用ZigBee作为网络传输媒体，使用国际通用的2.4G免费频段，不需要申请无线频率使用许可证，也不需要和GPRS/CDMA一样，每个月向移动或联通公司交纳使用费。降低了系统的运行成本。

2．        高可靠性

ZigBee网络是一个自组织，自恢复，自动路由的网络，在此网络中，每一个节点与其相邻的几个节点在传输上互为备份。这样，当系统中的某一个节点出现故障，原先通过该节点转发的数据将自动通过网络内的其它节点转发，保证了整个网络的工作可靠性。

3．        低工程施工量

整个系统只需要在管道外面添加流量传感器，然后通过ZigBee无线节点读取并传输此管道的流量信息。ZigBee无线节点使用内置电池，或太阳能电池，不需要铺设电源线路，安装简单，成本低廉。

4．        高可扩展性

对于ZigBee网络来说，在一定的范围内，网络节点越密，此网络就越可靠。只要是符合ZigBee协议标准的数据，都可以通过原有的ZigBee网络传输。当一批ZigBee节点布置完成后，后续的其它设备或是数据传输同样可以使用前面已经布置的ZigBee节点作为传输通道。因此，该系统具有极高的可扩展性。

系统结构图

上图为使用ZigBee网络进行输油管线防盗监控的结构示意图。在需要的地方安装超声波流量传感器，同时安装无线节点，通过无线节点构成一个无线ZigBee网络。每个网络节点既可以接收本处流量检测信息，同时也可以转发来自其它传感器的信息。

由于两个流量检测装置之间距离可能会较比远，因此在中间合适的地方需要增加ZigBee中继，通过此中继转发相应的传感器数据。

此系统中，所有的ZigBee节点形成了一个线状结构，为了避免在某一节点产生故障时导致后续线路断线，ZigBee中继节点间需要形成一定的冗余度。比较好的方式是在ZigBee节点一半的距离处就添加一个ZigBee中继点。这样只要不是连续两个节点都损坏，整个系统就可以正常传输。

系统中有两种节点，一种是传感节点，另一种是中继节点。

每一个传感节点由两个部分组成，超声波流量传感器和ZigBee传感节点。ZigBee节点读取流量传感器的标准4-20mA电流信号，然后转换成相应的流量值，然后通过ZigBee网络发送到远端控制中心。