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一、應用需求
石油管道、天然氣管道、城市熱網管道等輸送管道的維護監(jiān)測中，如何保障輸送管道的安全是石油、天然氣和城市熱力部門的一項重要責任。但是近年來針對輸油、輸氣和熱力管道的打孔盜油、盜氣現(xiàn)象非常嚴重，各管道儲運部門投入大量的人力物力進行管道的安全保障維護工作，很多儲運公司都布置了大量的管道巡線人員，但是人工的巡線方式并不能有效保證管網的安全。因此對于管道的儲運公司來講，采用經濟合理的方案布置24小時全天候的輸油管道監(jiān)控系統(tǒng)，才能夠對于管網的安全給與有效的，從而減少損失。
二、系統(tǒng)概述
由于油氣管道的空間跨度很大，一般來講都要綿延上百上千公里，所以管道監(jiān)控裝置要布置在較大的空間跨度上，各監(jiān)測節(jié)點成鏈型線性分布，所以數據的傳輸必須滿足這一空間要求，可以考慮采用經濟的ZIGBEE無線數據傳輸方式。
由于油氣管道一般都是露天布置、野外無人值守方式工作，所以要求監(jiān)控設備必須適合野外工作，具有較高的穩(wěn)定性和環(huán)境適應能力，系統(tǒng)供電具有雙電源系統(tǒng)和蓄電池以及太陽能電池，停電時太陽能電池自動供電，確保正常有效工作，對山區(qū)和距離較遠的監(jiān)測點，還有遙測中繼站，能接受并轉發(fā)信號，亦由太陽能電池供電，保持長期可靠運行。
需要采集輸油管道各個參數采集點的多種參數，比如壓力、流量、溫度等，數據返回監(jiān)控中心便于進行綜合分析。
隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設備無線聯(lián)網要求的技術，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制、遠程數據采集領域及家用設備聯(lián)網，我們采用zigbee技術和GPRS/CDMA技術結合，可以為管道監(jiān)控系統(tǒng)的遠程數據傳輸通信提供很好的解決方案。
三、Zigbee無線技術優(yōu)點
設備省電
zigbee技術采用了多種節(jié)電的工作模式，可以確保兩節(jié)五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時間；
通信可靠
zigbee采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了時隙，避免了發(fā)送數據時的競爭和沖突；MAC層采用了*確認的數據傳輸機制，每個發(fā)送的數據包都必須等待接收方的確認信息；
網絡的自組織、自愈能力強
zigbee的自組織功能：無需人工干預，網絡節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網絡；
zigbee自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點，節(jié)點位置發(fā)生變動，節(jié)點發(fā)生故障等等，網絡都能夠自我修復，并對網絡拓撲結構進行相應地調整，無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。
具備自組織、自愈能力的無線通信網絡才是自動抄表系統(tǒng)的通信方式。
成本低廉
設備的復雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免費的，這些可以有效地降低設備成本；
Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費的無線通信。
網絡容量大
一個ZigBee網絡可以容納zui多254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內可以同時存在200多個ZigBee網絡；
數據安全
ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。
四、基于ZigBee和GPRS結合的管道監(jiān)測無線數據傳輸網絡
通過前面對管道監(jiān)測系統(tǒng)的通信技術要求分析，結合zigbee技術特點和技術優(yōu)勢，我們采用zigbee技術和GPRS相結合的無線數據傳輸系統(tǒng)，來實現(xiàn)管道遠程監(jiān)測是一個非常理想的無線數據通信解決方案。
在實際應用中，我們選擇了將zigbee技術與GPRS/CDMA結合起來，根據監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測設備的不同分布，來靈活地構建檢測數據傳輸無線網絡。
* 監(jiān)控點布置在管道的通過的途徑上，每隔一段距離就布置一個監(jiān)控點采集管道中的壓力、流量、溫度等參數，然后監(jiān)控點通過ZIGBEE無線網絡把采集到的數據傳到ZIGBEE中心節(jié)點，中心節(jié)點的數據通過GPRS上傳到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心負責分析記錄數據，然后通過對數據的分析判斷出哪一段的管道發(fā)生了泄露，通知管理人員進行處理。
* 所構建的zigbee網絡線型發(fā)散的網絡拓撲，可以根據實際的組網需要，設計合理的網絡結構。
五、順舟科技ZIGBEE無線通信模塊
SZ02-ZIGBEE無線通信模塊是加強型的ZIGBEE模塊，具有通訊距離遠、抗*力強、組網靈活等優(yōu)點和特性；可實現(xiàn)一點對多點及多點對多點之間的設備間數據的透明傳輸；可組MESH型的網狀網絡結構。
集成簡單：RS232/485數據透明傳輸；
通信可靠：強大的網絡檢測和自恢復功能；
網絡規(guī)模：超大規(guī)模網絡組網能力；
超遠距離：傳輸達2公里；
產品類型：獨立設備和嵌入式小模塊。
石油管道、天然氣管道、城市熱網管道等輸送管道的維護監(jiān)測中，如何保障輸送管道的安全是石油、天然氣和城市熱力部門的一項重要責任。但是近年來針對輸油、輸氣和熱力管道的打孔盜油、盜氣現(xiàn)象非常嚴重，各管道儲運部門投入大量的人力物力進行管道的安全保障維護工作，很多儲運公司都布置了大量的管道巡線人員，但是人工的巡線方式并不能有效保證管網的安全。因此對于管道的儲運公司來講，采用經濟合理的方案布置24小時全天候的輸油管道監(jiān)控系統(tǒng)，才能夠對于管網的安全給與有效的，從而減少損失。
二、系統(tǒng)概述
由于油氣管道的空間跨度很大，一般來講都要綿延上百上千公里，所以管道監(jiān)控裝置要布置在較大的空間跨度上，各監(jiān)測節(jié)點成鏈型線性分布，所以數據的傳輸必須滿足這一空間要求，可以考慮采用經濟的ZIGBEE無線數據傳輸方式。
由于油氣管道一般都是露天布置、野外無人值守方式工作，所以要求監(jiān)控設備必須適合野外工作，具有較高的穩(wěn)定性和環(huán)境適應能力，系統(tǒng)供電具有雙電源系統(tǒng)和蓄電池以及太陽能電池，停電時太陽能電池自動供電，確保正常有效工作，對山區(qū)和距離較遠的監(jiān)測點，還有遙測中繼站，能接受并轉發(fā)信號，亦由太陽能電池供電，保持長期可靠運行。
需要采集輸油管道各個參數采集點的多種參數，比如壓力、流量、溫度等，數據返回監(jiān)控中心便于進行綜合分析。
隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設備無線聯(lián)網要求的技術，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制、遠程數據采集領域及家用設備聯(lián)網，我們采用zigbee技術和GPRS/CDMA技術結合，可以為管道監(jiān)控系統(tǒng)的遠程數據傳輸通信提供很好的解決方案。
三、Zigbee無線技術優(yōu)點
設備省電
zigbee技術采用了多種節(jié)電的工作模式，可以確保兩節(jié)五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時間；
通信可靠
zigbee采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了時隙，避免了發(fā)送數據時的競爭和沖突；MAC層采用了*確認的數據傳輸機制，每個發(fā)送的數據包都必須等待接收方的確認信息；
網絡的自組織、自愈能力強
zigbee的自組織功能：無需人工干預，網絡節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網絡；
zigbee自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點，節(jié)點位置發(fā)生變動，節(jié)點發(fā)生故障等等，網絡都能夠自我修復，并對網絡拓撲結構進行相應地調整，無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。
具備自組織、自愈能力的無線通信網絡才是自動抄表系統(tǒng)的通信方式。
成本低廉
設備的復雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免費的，這些可以有效地降低設備成本；
Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費的無線通信。
網絡容量大
一個ZigBee網絡可以容納zui多254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內可以同時存在200多個ZigBee網絡；
數據安全
ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。
四、基于ZigBee和GPRS結合的管道監(jiān)測無線數據傳輸網絡
通過前面對管道監(jiān)測系統(tǒng)的通信技術要求分析，結合zigbee技術特點和技術優(yōu)勢，我們采用zigbee技術和GPRS相結合的無線數據傳輸系統(tǒng)，來實現(xiàn)管道遠程監(jiān)測是一個非常理想的無線數據通信解決方案。
在實際應用中，我們選擇了將zigbee技術與GPRS/CDMA結合起來，根據監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測設備的不同分布，來靈活地構建檢測數據傳輸無線網絡。
* 監(jiān)控點布置在管道的通過的途徑上，每隔一段距離就布置一個監(jiān)控點采集管道中的壓力、流量、溫度等參數，然后監(jiān)控點通過ZIGBEE無線網絡把采集到的數據傳到ZIGBEE中心節(jié)點，中心節(jié)點的數據通過GPRS上傳到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心負責分析記錄數據，然后通過對數據的分析判斷出哪一段的管道發(fā)生了泄露，通知管理人員進行處理。
* 所構建的zigbee網絡線型發(fā)散的網絡拓撲，可以根據實際的組網需要，設計合理的網絡結構。
五、順舟科技ZIGBEE無線通信模塊
SZ02-ZIGBEE無線通信模塊是加強型的ZIGBEE模塊，具有通訊距離遠、抗*力強、組網靈活等優(yōu)點和特性；可實現(xiàn)一點對多點及多點對多點之間的設備間數據的透明傳輸；可組MESH型的網狀網絡結構。
集成簡單：RS232/485數據透明傳輸；
通信可靠：強大的網絡檢測和自恢復功能；
網絡規(guī)模：超大規(guī)模網絡組網能力；
超遠距離：傳輸達2公里；
產品類型：獨立設備和嵌入式小模塊。
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2025中國鄭州衡器與計量技術設備展覽會
展會城市：鄭州市展會時間：2025-11-07