隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,我國油氣田的數(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)采集與傳輸問題。針對以上問題,本文設(shè)計(jì)出一套應(yīng)用LoRaWAN協(xié)議的油氣田井口無線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),旨在實(shí)現(xiàn)油氣田井口無線儀表數(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)字化問題。本文首先對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;其次對油氣田井口無線儀表數(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)、無線儀表、LoRaWAN無線模塊和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通信距離,實(shí)現(xiàn)信號傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離和低功耗;之后對油氣田井口無線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明,包括軟件總體設(shè)計(jì)、驅(qū)動程序設(shè)計(jì)、協(xié)議棧移植和MSP平臺配置。軟件設(shè)計(jì)中基于STM32L152CCT6控制器和FreeRTOS內(nèi)核對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... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景
        1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展前景
    1.3 論文研究內(nèi)容和組織架構(gòu)
        1.3.1 論文研究內(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 硬件電路開發(fā)流程
        3.1.2 硬件組成
        3.1.3 硬件開發(fā)平臺
    3.2 無線儀表的硬件設(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 軟件開發(fā)平臺
    4.2 驅(qū)動和初始化
        4.2.1 SPI總線
        4.2.2 EEROM
        4.2.3 UART接口驅(qū)動
        4.2.4 時鐘
        4.2.5 Shell驅(qū)動
    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
    4.4 MSP平臺
        4.4.1 InfiLink連接管理平臺
        4.4.2 參數(shù)配置
    4.5 本章小結(jié)
第五章 井口無線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測試
    5.1 井口無線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
        5.1.1 測試環(huán)境所需工具
        5.1.2 測試環(huán)境搭建
    5.2 井口無線儀表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的測試
        5.2.1 連通性測試
        5.2.2 性能測試
    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
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碩士論文
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本文編號：3164630