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压裂车组是石油压裂开采的专用设备,主要包括压裂泵车、混砂车和仪表车,可用于油、气、水井的各种压裂作业。目前,玉门油田作业公司使用压裂车组对施工现场进行现场监测,但是现在还无法实现远程监测,也无法对压裂车组的工作历史信息进行保存和记录。由于这些设备结构复杂,现场维修人员对故障设备进行维修比较困难。设备生产厂家的专业维修人员因为无法调取故障设备的历史信息,所以无法提供远程指导。基于上述情况,当设备出现故障时,存在维修效率低、维修周期长的问题。为了使生产厂家能够主动为用户提供质量分析报告和故障诊断报告,高效解决用户在使用设备过程中遇到的故障;使现场维修人员能够快速确认设备故障类型并及时进行维修,有效避免安全事故的发生。本论文研究设计了一种基于物联网技术的压裂车组安全监测系统,为了保证该系统在面临高并发情况下,依然具有良好的稳定性和响应速度,本论文主要完成以下工作:(1)选择第四石油机械厂生产的SJX5360TYL105型压裂泵车、SJX5301THS型混砂车作为监测对象。通过现场调研确定与用户相关的压裂泵车、混砂车的传感器的信息及信号标准;确定压裂泵车、混砂车的主控制器的功能模块型号、参数和功能。(2)对于传感器网络的设计与开发,选取合适的5G路由网关并对其进行软件开发,使5G路由网关具备定时采集数据的功能;选择Modbus协议作为5G路由网关的下行通讯协议,TCP/IP协议作为5G路由网关的上行通讯协议;结合现场需求,设计了监控系统方案,实现了压裂设备传感器信息及现场监控录像的远程传输。(3)对于软件的设计与开发,抛弃了传统的Web集群模式,采用Nginx集群构建前端Web模型;基于MQTT协议,构建Redis服务器集群,进行后台服务器设计;采用Mycat作为中间件,对采集到的数据进行自动分配;按照分片键大小进行分库分表,并结合hash算法解决数据热点过于集中的问题;基于Power Designer生成数据库、数据表和信息表;进行了数据采集流程图和Web页面设计。(4)软件测试工具选择开源的Apache Jmeter,模拟高并发情形,测试系统的响应速度、信息处理能力和CPU利用率。经测试后,CPU使用率稳定在50%,系统能够应对1000个并发线程并全部响应,测试结果良好。