无线传感器网络(WSN)技术是一种新型的网络通信技术。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术和软件编程技术等,能够实时感知、采集、传输和处理网络监控区域内各种环境或监测对象的信息,具有成本低、功耗小、机动性好、易实现的特点,在工业、环境、太空、智能家居、军事等众多领域具有巨大的应用价值。目前,在油田生产过程中存在原油被盗、管道泄露、油井产量突然变化、突然停井等问题,若发现不及时,将造成国家巨大财产损失,污染和破坏当地生态环境,甚至会引起火灾、爆炸等重大安全事故。油田科研人员经多年研究发现,管道漏油或油田停井时管道的压力和温度会有规律的变化,并在此基础上探索出了一套通过专利阀门根据输油管道压力、温度的变化去判断上述故障的理论。但仅靠人工实施成本高、效率低难以满足工业需要,因此迫切需要一种可靠、有效的监测解决方案。本课题结合这套检测理论,通过对胜利油田东辛采油厂实地考察,设计了一套基于无线传感器网络技术的低成本、低功耗的采油现场实时监测报警网络系统。该网络系统用于实现采油现场油井和输油管道的实时监测,能够及时检测和监控管道泄露、油田停井等现象,可有效减少财产损失、环境污染,防范安全事故的发生。同时该网络系统还能够检测采油井的产油趋势,为企业管理人员制定生产经营政策提供依据,有利于提高企业的管理水平。本课题对无线传感器网络监控系统的搭建、运行进行了详细的研究、设计。网络系统由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成,分两级搭建,实现了数据采集,数据通信和数据处理功能。采用了无线传感器网络服务质量(QoS)技术,进行了信道侦测、信道迁移的抗干扰设计。同时对传感器节点的硬件和软件进行了低功耗设计,保证传感器网络具有较长的生命周期。汇聚节点利用操作系统的设计思想,任务之间相互协调配合实现了汇聚节点的参数设置、协议转换、数据转发、数据备份和系统报警功能,提高了网络系统的稳定性、可靠性和扩展性。通过管理节点和数据库服务器管理软件实现了数据存储、处理和分析。该网络系统中传感器节点采用电池供电,具有体积小,安装方便,防破坏能力强等特点。通信网络采用免费使用的ISM频段,无需布线,具有成本低、施工简单、维护方便。最后,为实现设计系统在采油现场的应用,利用两个搭建的测试网络对系统运行进行多次了测试,并对采集数据进行量化分析。检测数据表明该系统实现了输油管路的状态的检测和监控,进一步验证了该设计满足采油现场的监测需求。