24XStream无线模块在录井数据传输系统的应用

摘 要：在录井无线数据采集与传输系统中，数据传输采用无线方式，系统采用太阳能供电，一方面要保证数据准确性，同时要降低系统功耗。本文的设计采用2.4GHz的XStream无线数传电台实现实时、可靠传输。介绍了录井无线数据传输系统的整体设计方案、无线电台的选型和录井无线数据传输通信协议，并对电台的功耗和数据传输进行了测试。现场应用表明，无线传输系统能够低功耗、高可靠性的稳定工作，完全满足录井现场的数据传输要求。

引言

在传统的石油录井工业中，数据信号传输是采用"一对一"方式的RS-485总线传输，技术含量低、通用性差、可靠性低。近年来，基于现场总线的数据传输方式得到发展，国内外先后出现了基于现场总线（Lon Works、CAN等）的录井仪器设备。现场总线技术的使用一定程度上减小了布线工作量，但由于有线供电的需要，也无法大量减少布线。而且，必须在开钻前铺设好通讯线路和供电线路，在井场搬迁过程中拆卸和安装工作量大，容易导致设备的损坏。特别是小型录井仪，主要应用于生产井，测量参数较少，钻井周期较短，这样传感器的拆装工作就显得尤为繁琐。根据小型录井仪的应用特点，将短距离无线数据传输技术[1]引入录井数据传输系统，取代井场上工程参数短距离有线线缆传输，可以避免以上所述的各种弊端。

无线传输方式与无线电台的选择

在录井工程中，根据生产现场情况的不同，现场传感器与仪器房之间的距离在几十米到几百米不等，属于短距离无线通信。目前可应用于工业领域的短距离无线通信技术主要有：红外线数据传输(IrDA)、无线局域网802．11 h(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)、ZigBee和超宽带无线电(UWD)等[2]，这些技术各有特点和适用范围。

红外线数据传输不受无线电干扰，不需要申请频率，但它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准、通视，中间不能有阻挡。由于井场上各传感器的位置、距离等不确定，因此，不适合用于井场数据传输。

无线局域网802.11b技术是一种基于电磁波传输的无线通信技术，使用2.4GHz ISM频段。该通讯方式具有速率高(可达11 Mbit／s)、覆盖范围大(可达300 m)的特点，但是它的功耗过大，对于使用电池供电的录井传感器而言是个致命缺陷。

蓝牙技术同样是一种基于电磁波传输的无线短距离通信技术，通信频段亦为2.4GHz ISM频段，可提供1 Mb/s传输速率和10米传输距离。

ZigBee技术基于IEEE 802.15.4标准，工作在2．4 GHz ISM公共频段。有效覆盖范围10～75m之间，数据传输速率10kB/s～250kB/s。

作者：于云华 郑淑慧 戴永寿 孙洪涛 中国石油大学（华东   来源：电子产品世界