无线传感器网络的数字化、智能化以及网络化发展方向在近年来成为计算机领域的热点课题。Zigbee无线传感器网络自身具有的低功耗、自组网、无需布线等特性,能够很好解决石油生产中存在的很多问题,比如地形复杂无法布线、能耗高、网络覆盖范围窄、高成本投入以及高系统维护费用等。因而设计一套基于无线传感器网络的石油生产在线监控系统,对于提高采油效率和实现石油生产的自动化具有重要意义。本文根据石油生产过程中所遇到的实际问题进行系统需求分析,结合了无线传感器网络、Zigbee技术和GPRS技术的优势,对结合GPRS技术和Zigbee的无线传感器网络在石油生产监控系统中的应用进行了深入研究,并设计出一个适用于石油生产在线监控的无线网络拓扑结构,该结构主要由GPRS的远程通信和Zigbee的传感器传输通信两部分组成,最后开发出一个无线监控系统。本文主要研究如下:阐述了Zigbee无线网络组网过程,对其模块进行了选型,并对各芯片进行编程,完成Zigbee模块组网通信,并在上位机通过界面软件显示数据,最后将危险情况及时的以短信的方式发送到手机上。系统的Zigbee硬件部分主要包括采集终端,路由节点以及协调器三个部分,由于现场存在场地、环境的不确定性,必须使用路由节点,一方面增加传输距离,另一方面可以实现对复杂地形的避障,确保数据能够传输至上位机;GPRS模块实现将危险情况向操作员发短信提示。整个硬件系统首先通过传感器采集数据,再由CC2530模块将传感器采集的数据无线传输到主机。其中,由于Zigbee协议栈具有自组网,功耗低等特点,因此选为整个底层传感器无线通信网络(即终端节点,路由器以及协调器)的主控芯片,这种设计兼顾了高处理能力,数据吞吐率的性能以及传感器节点通信过程的低功耗的要求,使得系统整体具有较高的实时性以及稳定性;最后如果遇到危险情况则通过GPRS模块把危险信息以短信的形式发送给相关操作人员。系统软件部分包括对CC2530模块进行分别的编程,上位机界面软件的编写以及建立数据库。对CC2530编程使模块分别实现终端节点,路由器,协调器的组网通信功能。然后,对采集到的数据进行软件分析,利用MFC开发一个界面程序,分析结果通过界面程序进行展现,为了提高数据采集系统的健壮性,对每一个节点的运行情况进行实时监控,并对危险情况进行识别,如有节点损坏或传感器采集的数据指标超标则采取相应措施进行提示。采用数据库存储数据,方便管理人员远程查询数据库中的数据,及时了解工况信息并对故障做出及时措施,即实现对油井工作状况实时监控。对石油检测系统进行测试以及分析。实验内容包括系统基本功能测试以及性能测试,基本功能测试结果表明该系统能正常运行且通信效果良好;性能测试包括CC2530功耗测试,传感器测试,节点通信测试以及Zigbee无线传感器性能测试,界面软件运行等。实验结果表明该系统结果达到预期,能很好的进行石油在线监控应用。