本發(fā)明涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法，屬于壓裂裂縫監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

壓裂檢測的主要目的是通過采集壓裂施工過程中的一些參數(shù)資料來分析地下壓裂的施工進(jìn)展情況和所壓開裂縫的幾何參數(shù)。目前，公知的壓裂裂縫監(jiān)測方法有地面微地震法、地面電位法、井下微地震法、地面傾斜儀法。這一些方法具有精度差、易受干擾、無法確定裂縫尺寸等局限性。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時(shí)更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。

隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)在定位、測量、信息傳輸?shù)确矫婵梢宰龅绞志珳?zhǔn)。但由于技術(shù)等方面的制約，WSN的大規(guī)模商用還有待時(shí)日。但隨著微處理器體積的縮小和性能的提升，已經(jīng)有中小規(guī)模的WSN在工業(yè)市場上開始投入商用。其應(yīng)用主要集中在以下領(lǐng)域：環(huán)境檢測、醫(yī)療護(hù)理、軍事領(lǐng)域和目標(biāo)跟蹤等。但是在壓裂裂縫監(jiān)測領(lǐng)域還沒有應(yīng)用。

中國專利CN205561791U公開了一種基于位移和壓力傳感器檢測危巖體崩塌的裝置，其利用危巖體的力學(xué)變化監(jiān)測和運(yùn)動(dòng)趨勢監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)危巖體的臨時(shí)保護(hù)并建立了數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該裝置實(shí)現(xiàn)的功能是對檢測危巖體崩塌情況進(jìn)行檢測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種上述監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法。

發(fā)明概述：

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、本地監(jiān)測中心四個(gè)部分，將無線傳感器節(jié)點(diǎn)與攜砂液混合，注入至壓裂裂縫中，所設(shè)計(jì)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置定位傳感器，使用定位傳感器感應(yīng)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的位置及運(yùn)動(dòng)軌跡信息，通過匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，從而可以在地面的控制中心直接獲取裂縫的形狀、尺寸等信息。

術(shù)語說明：

多跳網(wǎng)絡(luò)：“多跳網(wǎng)絡(luò)”是由節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備全都用無線連接到彼此，然后互相可以通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)跳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到抵達(dá)目的地。除非所有的節(jié)點(diǎn)都發(fā)生故障，否則數(shù)據(jù)總是可用的，如此使得這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠且可擴(kuò)展。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，包括本地監(jiān)測中心、匯聚節(jié)點(diǎn)和多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)構(gòu)成自組織網(wǎng)絡(luò)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)通過多跳網(wǎng)絡(luò)無線連接；匯聚節(jié)點(diǎn)通過外部網(wǎng)絡(luò)與本地監(jiān)測中心連接。所述監(jiān)測區(qū)域即進(jìn)行壓裂監(jiān)測的區(qū)域，包括壓裂裂縫。

自組織網(wǎng)絡(luò)是一種沒有預(yù)定基礎(chǔ)設(shè)施支撐的自組織可重構(gòu)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、信道的環(huán)境、業(yè)務(wù)的模式是隨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)改變的。該網(wǎng)絡(luò)可以快速地為民用和軍事應(yīng)用建立通信平臺(tái)。

無線傳感器節(jié)點(diǎn)用于記錄自身的運(yùn)動(dòng)軌跡、位置信息，并將記錄信息傳輸給本地監(jiān)測中心。傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，以自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)以多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收和處理網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的信息，并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)測中心，監(jiān)測中心軟件對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)，圖形化顯示。

優(yōu)選的，所述匯聚節(jié)點(diǎn)是連接無線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組織網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。匯聚節(jié)點(diǎn)的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)向無線傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)布來自本地監(jiān)測中心的監(jiān)測任務(wù)，并把無線傳感器節(jié)點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。

優(yōu)選的，所述外部網(wǎng)絡(luò)為Internet。

優(yōu)選的，所述本地監(jiān)測中心為計(jì)算機(jī)。

優(yōu)選的，匯聚節(jié)點(diǎn)通過與串口連接；串口與本地監(jiān)測中心通過外部網(wǎng)絡(luò)連接。串行接口簡稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口(通常指COM接口)，是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。串行接口(Serial Interface)是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，其特點(diǎn)是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信(可以直接利用電話線作為傳輸線)，從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述串口為RS-422串口。本發(fā)明采用RS-422串口，RS-422的最大傳輸距離為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

優(yōu)選的，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)包括，依次連接的傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊；所述傳感器模塊包括定位傳感器和信號(hào)調(diào)理電路；所述處理器模塊包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和存儲(chǔ)器；定位傳感器通過信號(hào)調(diào)理電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接。

信號(hào)調(diào)理將數(shù)據(jù)采集設(shè)備轉(zhuǎn)換成一套完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這是通過直接連接到廣泛的傳感器和信號(hào)類型(從熱電偶到高電壓信號(hào))來實(shí)現(xiàn)的。關(guān)鍵的信號(hào)調(diào)理技術(shù)可以將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體性能和精度提高10倍。信號(hào)調(diào)理簡單的說就是將待測信號(hào)通過放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成采集設(shè)備能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

a/d轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器，或簡稱adc，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對于參考信號(hào)的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

CPU處理本身采集的位置數(shù)據(jù)；儲(chǔ)存器用于存儲(chǔ)自身采集的數(shù)據(jù)以及傳感器其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)；

定位傳感器感應(yīng)到的模擬信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)由無線通信模塊傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括分別與傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊連接的電源模塊。

再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電源模塊為全固態(tài)薄膜電池。

進(jìn)一步優(yōu)選的，無線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括陶瓷外殼。陶瓷外殼起到抗壓、防水作用。

優(yōu)選的，所述匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)置在井筒內(nèi)。

一種上述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，包括步驟如下：

1)將無線傳感器節(jié)點(diǎn)與攜砂液均勻混合得到壓裂液體；

2)進(jìn)行壓裂操作；

將所述壓裂液體泵入壓裂裂縫；無線傳感器節(jié)點(diǎn)隨著壓裂液體進(jìn)入壓裂裂縫中，無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過所述定位傳感器記錄自身的位置信息和軌跡信息，并將所述位置信息和的軌跡信息傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)；

3)匯聚節(jié)點(diǎn)將收集到的無線傳感器節(jié)點(diǎn)自身的位置信息和的軌跡信息經(jīng)過串口轉(zhuǎn)發(fā)至本地監(jiān)測中心；本地監(jiān)測中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、圖形化顯示。

優(yōu)選的，所述壓裂液體還包括支撐劑。壓裂裂縫形成之后，為了防止停泵以后，裂縫在上部巖層的重力下重新閉和，要在注入的液體中加入支撐劑，使支撐劑充填在壓開的裂縫中，以支撐縫面。

優(yōu)選的，所述攜砂液包括固體組分，所述固體組分為英砂粒、核桃殼、椰子殼、玻璃球或燒結(jié)瓷球。

優(yōu)選的，所述攜砂液中的固體組分與無線傳感器節(jié)點(diǎn)的混合質(zhì)量比大于等于20：1。

優(yōu)選的，本地監(jiān)測中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、圖形化顯示的具體步驟為，待裂縫形成后，無線傳感器節(jié)點(diǎn)將記錄的自身的位置信息和軌跡信息傳輸至本地監(jiān)測中心進(jìn)行儲(chǔ)存，利用matlab plot3語句繪制無線傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行疊加繪制，最終得到裂縫的形狀。

進(jìn)一步優(yōu)選的，無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過地層壓力變化判斷裂縫的形成。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，通過記錄傳感器節(jié)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，可以精確的確定壓裂裂縫的形狀和尺寸，適用于各類壓裂裂縫監(jiān)測；

2.本發(fā)明所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，能夠直觀簡便的進(jìn)行壓裂裂縫監(jiān)測，并且獲得的各類信息，比常規(guī)的壓裂監(jiān)測方法適用廣、更為精確；

3.本發(fā)明所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)存壓裂裂縫監(jiān)測方法所具有的精度差、易受干擾、無法確定裂縫尺寸等問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、無線傳感器節(jié)點(diǎn)；2、匯聚節(jié)點(diǎn)；3、串口；4、本地監(jiān)測中心；5、地面；6、井筒；7、壓裂裂縫。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實(shí)施例1

如圖1所示。

一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，包括本地監(jiān)測中心4、匯聚節(jié)點(diǎn)2和多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)1；無線傳感器節(jié)點(diǎn)1部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)構(gòu)成自組織網(wǎng)絡(luò)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)1與匯聚節(jié)點(diǎn)2通過多跳網(wǎng)絡(luò)無線連接；匯聚節(jié)點(diǎn)2通過外部網(wǎng)絡(luò)與本地監(jiān)測中心4連接。所述監(jiān)測區(qū)域即進(jìn)行壓裂監(jiān)測的區(qū)域，包括壓裂裂縫。

自組織網(wǎng)絡(luò)是一種沒有預(yù)定基礎(chǔ)設(shè)施支撐的自組織可重構(gòu)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、信道的環(huán)境、業(yè)務(wù)的模式是隨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)改變的。該網(wǎng)絡(luò)可以快速地為民用和軍事應(yīng)用建立通信平臺(tái)。

無線傳感器節(jié)點(diǎn)1用于記錄自身的運(yùn)動(dòng)軌跡、位置信息，并將記錄信息傳輸給本地監(jiān)測中心。傳感器節(jié)點(diǎn)1部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，以自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)以多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)2，匯聚節(jié)點(diǎn)2負(fù)責(zé)接收和處理網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的信息，并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)測中心4，監(jiān)測中心軟件對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)，圖形化顯示。

實(shí)施例2

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述匯聚節(jié)點(diǎn)2是連接無線傳感器節(jié)點(diǎn)1構(gòu)成的自組織網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。匯聚節(jié)點(diǎn)2的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)向無線傳感器節(jié)點(diǎn)1發(fā)布來自本地監(jiān)測中心4的監(jiān)測任務(wù)，并把無線傳感器節(jié)點(diǎn)1收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。

實(shí)施例3

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述外部網(wǎng)絡(luò)為Internet。

實(shí)施例4

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述本地監(jiān)測中心4為計(jì)算機(jī)。

實(shí)施例5

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，匯聚節(jié)點(diǎn)2通過與串口3連接；串口3與本地監(jiān)測中心4通過外部網(wǎng)絡(luò)連接。串行接口簡稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口(通常指COM接口)，是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。串行接口(Serial Interface)是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，其特點(diǎn)是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信(可以直接利用電話線作為傳輸線)，從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。

實(shí)施例6

根據(jù)實(shí)施例5所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述串口3為RS-422串口。本發(fā)明采用RS-422串口，RS-422的最大傳輸距離為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

實(shí)施例7

如圖2所示。

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)1包括，依次連接的傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊；所述傳感器模塊包括定位傳感器和信號(hào)調(diào)理電路；所述處理器模塊包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和存儲(chǔ)器；定位傳感器通過信號(hào)調(diào)理電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接。

信號(hào)調(diào)理將數(shù)據(jù)采集設(shè)備轉(zhuǎn)換成一套完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這是通過直接連接到廣泛的傳感器和信號(hào)類型(從熱電偶到高電壓信號(hào))來實(shí)現(xiàn)的。關(guān)鍵的信號(hào)調(diào)理技術(shù)可以將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體性能和精度提高10倍。信號(hào)調(diào)理簡單的說就是將待測信號(hào)通過放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成采集設(shè)備能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

a/d轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器，或簡稱adc，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對于參考信號(hào)的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

CPU處理本身采集的位置數(shù)據(jù)；儲(chǔ)存器用于存儲(chǔ)自身采集的數(shù)據(jù)以及傳感器其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)；定位傳感器感應(yīng)到的模擬信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)由無線通信模塊傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)。

實(shí)施例8

根據(jù)實(shí)施例7所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)1還包括分別與傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊連接的電源模塊。

實(shí)施例9

根據(jù)實(shí)施例8所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述電源模塊為全固態(tài)薄膜電池。

實(shí)施例10

根據(jù)實(shí)施例7所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，無線傳感器節(jié)點(diǎn)1還包括陶瓷外殼。陶瓷外殼起到抗壓、防水作用。

實(shí)施例11

根據(jù)實(shí)施例1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，所不同的是，所述匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)置在井筒內(nèi)。

實(shí)施例12

一種如實(shí)施例1-11所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，包括步驟如下：

1)將無線傳感器節(jié)點(diǎn)1與攜砂液均勻混合得到壓裂液體；

2)進(jìn)行壓裂操作；

將所述壓裂液體泵入壓裂裂縫；無線傳感器節(jié)點(diǎn)1隨著壓裂液體進(jìn)入壓裂裂縫中，無線傳感器節(jié)點(diǎn)1通過所述定位傳感器記錄自身的位置信息和軌跡信息，并將所述位置信息和的軌跡信息傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)2；

3)匯聚節(jié)點(diǎn)2將收集到的無線傳感器節(jié)點(diǎn)自身的位置信息和的軌跡信息經(jīng)過串口3轉(zhuǎn)發(fā)至本地監(jiān)測中心4；本地監(jiān)測中心4進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、圖形化顯示。

實(shí)施例13

如實(shí)施例12所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，所不同的是，所述壓裂液體還包括支撐劑。壓裂裂縫形成之后，為了防止停泵以后，裂縫在上部巖層的重力下重新閉和，要在注入的液體中加入支撐劑，使支撐劑充填在壓開的裂縫中，以支撐縫面。

實(shí)施例14

如實(shí)施例12所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，所不同的是，所述攜砂液包括固體組分，所述固體組分為英砂粒。

實(shí)施例15

如實(shí)施例14所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，所不同的是，所述攜砂液中的固體組分與無線傳感器節(jié)點(diǎn)的混合質(zhì)量比為20：1。

實(shí)施例16

如實(shí)施例12所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，所不同的是，本地監(jiān)測中心4進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、圖形化顯示的具體步驟為，待裂縫形成后，無線傳感器節(jié)點(diǎn)1將記錄的自身的位置信息和軌跡信息傳輸至本地監(jiān)測中心4進(jìn)行儲(chǔ)存，利用matlab plot3語句繪制無線傳感器節(jié)點(diǎn)1的運(yùn)動(dòng)軌跡，將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)1的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行疊加繪制，最終得到裂縫的形狀。

實(shí)施例17

如實(shí)施例16所述壓裂裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的工作方法，所不同的是，無線傳感器節(jié)點(diǎn)1通過地層壓力變化判斷裂縫的形成。