目前,录井工程中的综合录井仪大多采用现场总线的有线传输方式与录井控制中心进行通信,但有线传输系统存在扩展性差、布线工作繁重、维护困难等缺点。随着无线传感器网络技术的进步,录井工程也在向着无线化发展,但目前存在的无线综合录井仪存在造价昂贵、网络容量小、可靠性差等缺点,因此现在亟需设计与开发一种成本低、网络容量大、覆盖范围广、节点功耗低、可靠性高的无线录井传感器系统。本文首先对无线录井传感器系统设计中面临的重点问题进行了全面分析,明确了低功耗、低成本、高可靠性的设计重点。在分析对比当前常用短距离无线通信技术与网络拓扑结构的基础下,确定了ZigBee树型无线录井传感器网络的设计方案。其次,针对功耗较多的传感模块与无线传输模块进行了低功耗设计:利用支持ZigBee协议栈运行的So C芯片CC2530完成了无线传输模块与数据处理模块的集成化设计;选用响应时间短、功耗低的传感器,并为其设计低功耗信号调理电路,最终实现了电导率、密度、泵冲、绞车、硫化氢及其他模拟量传感模块的低功耗设计。为保证无线录井传感器系统的可靠性,电源管理模块增加了小容量备用电池与双线圈磁保持继电器切换电路的设计。再次,根据录井工程需求与Zig Bee协议各层功能与规范,制定了无线录井传感器网络节点的通信协议,并完成了协调器与路由节点的软件设计。通过分析终端节点功耗的主要组成部分,提出了终端节点软件的低功耗实现方案:利用NS2软件对MAC层CSMA/CA算法进行了仿真与优化,减少信道侦听、竞争以及退避产生的功耗;在研究ZigBee路由算法的基础上提出了一种基于分区思想的限跳路由算法,减少网络时延产生的功耗;在保证系统正常工作的情况下,优化相关机制使节点更多地处于休眠状态。然后,为录井控制中心设计开发了管理软件,利用多串口通信技术实现了对井场作业情况的显示与控制,并通过网络通信技术将井场数据发送给录井后台服务器。最后,对系统功能的稳定性与可靠性、终端节点的功耗进行了现场测试与评估,验证了系统的可行性,对推动录井工程的无线化具有重要意义。