多分層試井儀電纜遙傳井下電路研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-29 06:33
高速遙傳技術(shù)在石油測(cè)井系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位,高速、實(shí)時(shí)的傳輸數(shù)據(jù)在測(cè)井系統(tǒng)中至關(guān)重要。隨著科技的不斷發(fā)展,測(cè)井技術(shù)也隨之不斷進(jìn)步,但是高效率測(cè)井電纜數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)依然是近年來(lái)測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域研究的熱門(mén)領(lǐng)域。針對(duì)現(xiàn)在我國(guó)電纜傳輸,速度慢,信號(hào)衰減、失真嚴(yán)重等問(wèn)題,本文在研究國(guó)內(nèi)外遙傳技術(shù)的基礎(chǔ)上,以ST公司的高性能單片機(jī)(STM32F407)為微處理器和正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)為核心技術(shù),進(jìn)行了傳輸系統(tǒng)的研究。本論文首先是對(duì)電纜傳輸以及OFDM技術(shù)進(jìn)行了深入的理論研究,對(duì)電纜的傳輸特性以及OFDM技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)認(rèn)真的學(xué)習(xí),為下一步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提高了良好的基礎(chǔ)。其次,在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。以O(shè)FDM技術(shù)為核心,采用了(2,1,3)卷積碼編碼、維特比譯碼、16QAM映射反映射、IFFT/FFT算法以及D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制解調(diào)后實(shí)時(shí)傳輸,同時(shí)因?yàn)樾诺蓝鄰叫?yīng)的影響產(chǎn)生信道干擾(ICI),所以需要插入循環(huán)前綴。硬件部分是借助以STM32F407微處理器,對(duì)部分電路包括:電源模塊、時(shí)鐘模塊、復(fù)位模塊以及外部接口電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后,在MATLAB軟件環(huán)境下...
【文章來(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 本課題的研究目的和意義
1.2 多分層測(cè)井儀遙傳測(cè)井技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國(guó)外多分層試井儀遙傳測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國(guó)內(nèi)多分層試井儀遙傳測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.3 論文研究的內(nèi)容及其章節(jié)安排
第二章 試井儀遙傳測(cè)井電纜傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)分析
2.1 常用遙傳測(cè)井電纜及其傳輸特性分析
2.1.1 單芯測(cè)井電纜傳輸特性分析
2.1.2 七芯測(cè)井電纜傳輸特性分析
2.2 常用的幾種主要編碼技術(shù)
2.2.1 曼徹斯特編碼技術(shù)分析
2.2.2 正交振幅調(diào)制(QAM)技術(shù)分析
2.2.3 OFDM調(diào)制技術(shù)分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 遙測(cè)系統(tǒng)中對(duì)正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的應(yīng)用
3.1 基于OFDM技術(shù)的遙傳系統(tǒng)要求
3.2 OFDM技術(shù)基本原理
3.3 OFDM的時(shí)域與頻域分析
3.3.1 OFDM時(shí)域分析
3.3.2 OFDM頻域分析
3.4 OFDM系統(tǒng)組成
3.4.1 子載波的調(diào)制
3.4.2 OFDM系統(tǒng)的FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)
3.4.3 保護(hù)間隔和循環(huán)前綴
3.4.4 OFDM系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)
3.5 基于OFDM技術(shù)的遙測(cè)電纜通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于OFDM的遙測(cè)系統(tǒng)硬件電路研究
4.1 系統(tǒng)硬件部分結(jié)構(gòu)
4.2 STM32F4系列硬件架構(gòu)及特點(diǎn)
4.2.1 微處理器內(nèi)核介紹
4.2.2 STM32F4系列特性
4.3 部分井下電路設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊
4.3.2 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊
4.3.3 復(fù)位電路模塊
4.4 A/D轉(zhuǎn)換電路與D/A轉(zhuǎn)換電路
4.5 JTAG調(diào)試接口
4.6 SD卡模塊
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)仿真及軟件實(shí)現(xiàn)
5.1 仿真工具介紹
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體方案
5.3 卷積碼編碼譯碼軟件設(shè)計(jì)及仿真分析
5.3.1 卷積碼基本原理
5.3.2 卷積碼表示方法
5.3.3 卷積譯碼—維特比譯碼
5.3.4 編碼譯碼仿真分析
5.4 16QAM映射與反映射簡(jiǎn)介及仿真分析
5.4.1 16QAM映射與反映射簡(jiǎn)介
5.4.2 16QAM映射與反映射軟件實(shí)現(xiàn)
5.5 FFT與IFFT算法及仿真分析
5.5.1 FFT與IFFT算法及軟件設(shè)計(jì)
5.5.2 仿真分析
5.6 OFDM系統(tǒng)在MATLAB下的仿真分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 衛(wèi)瑋. 化工管理. 2016(34)
[2]近年測(cè)井技術(shù)新進(jìn)展及測(cè)井行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王麗忱,甄鑒,陳冬煒. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2015(09)
[3]基于OFDM的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究[J]. 余文寧,李英林. 石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015 (02)
[4]OFDM信號(hào)中保護(hù)間隔樣式的識(shí)別方法[J]. 張孟伯,楊曉靜,張欣冉,張岱. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(11)
[5]基于16QAM單芯電纜高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制[J]. 潘明宇,文強(qiáng),宋建軍. 石油儀器. 2014(04)
[6]基于單芯測(cè)井電纜的高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 顧慶水,陳偉,伍瑞卿,陶愛(ài)華,李謙. 測(cè)井技術(shù). 2013(04)
[7]多徑衰落信道下射頻識(shí)別系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[J]. 于銀山,俞曉磊,汪東華,趙志敏. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2013(03)
[8]基于STM32單片機(jī)的CAN總線分析儀的設(shè)計(jì)[J]. 邢洋,李立偉,張洪偉. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2013(01)
[9]WiGig and IEEE 802.11ad for Multi-Gigabyte-Per-Second WPAN and WLAN[J]. Sai Shankar N,Debashis Dash,Hassan El Madi,Guru Gopalakrishnan. ZTE Communications. 2012(04)
[10]大氣激光通信下的OFDM導(dǎo)頻信道估計(jì)方法[J]. 朱耀麟,孟超,柯熙政. 光通信研究. 2012(06)
碩士論文
[1]井下遙測(cè)系統(tǒng)通信線路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 權(quán)國(guó)棟.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于OFDM的鉆桿聲波信道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究[D]. 高瑾.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]基于STM32的便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器的研究[D]. 彭煜.暨南大學(xué) 2013
[4]測(cè)井電纜傳輸系統(tǒng)中編碼方法研究[D]. 王泉.長(zhǎng)江大學(xué) 2013
[5]基于Simulink的OFDM通信系統(tǒng)仿真分析[D]. 曹一.天津大學(xué) 2009
[6]嵌入式圖像采集與處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 梁海軍.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3555589
【文章來(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 本課題的研究目的和意義
1.2 多分層測(cè)井儀遙傳測(cè)井技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國(guó)外多分層試井儀遙傳測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國(guó)內(nèi)多分層試井儀遙傳測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.3 論文研究的內(nèi)容及其章節(jié)安排
第二章 試井儀遙傳測(cè)井電纜傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)分析
2.1 常用遙傳測(cè)井電纜及其傳輸特性分析
2.1.1 單芯測(cè)井電纜傳輸特性分析
2.1.2 七芯測(cè)井電纜傳輸特性分析
2.2 常用的幾種主要編碼技術(shù)
2.2.1 曼徹斯特編碼技術(shù)分析
2.2.2 正交振幅調(diào)制(QAM)技術(shù)分析
2.2.3 OFDM調(diào)制技術(shù)分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 遙測(cè)系統(tǒng)中對(duì)正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的應(yīng)用
3.1 基于OFDM技術(shù)的遙傳系統(tǒng)要求
3.2 OFDM技術(shù)基本原理
3.3 OFDM的時(shí)域與頻域分析
3.3.1 OFDM時(shí)域分析
3.3.2 OFDM頻域分析
3.4 OFDM系統(tǒng)組成
3.4.1 子載波的調(diào)制
3.4.2 OFDM系統(tǒng)的FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)
3.4.3 保護(hù)間隔和循環(huán)前綴
3.4.4 OFDM系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)
3.5 基于OFDM技術(shù)的遙測(cè)電纜通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于OFDM的遙測(cè)系統(tǒng)硬件電路研究
4.1 系統(tǒng)硬件部分結(jié)構(gòu)
4.2 STM32F4系列硬件架構(gòu)及特點(diǎn)
4.2.1 微處理器內(nèi)核介紹
4.2.2 STM32F4系列特性
4.3 部分井下電路設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊
4.3.2 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊
4.3.3 復(fù)位電路模塊
4.4 A/D轉(zhuǎn)換電路與D/A轉(zhuǎn)換電路
4.5 JTAG調(diào)試接口
4.6 SD卡模塊
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于OFDM的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)仿真及軟件實(shí)現(xiàn)
5.1 仿真工具介紹
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體方案
5.3 卷積碼編碼譯碼軟件設(shè)計(jì)及仿真分析
5.3.1 卷積碼基本原理
5.3.2 卷積碼表示方法
5.3.3 卷積譯碼—維特比譯碼
5.3.4 編碼譯碼仿真分析
5.4 16QAM映射與反映射簡(jiǎn)介及仿真分析
5.4.1 16QAM映射與反映射簡(jiǎn)介
5.4.2 16QAM映射與反映射軟件實(shí)現(xiàn)
5.5 FFT與IFFT算法及仿真分析
5.5.1 FFT與IFFT算法及軟件設(shè)計(jì)
5.5.2 仿真分析
5.6 OFDM系統(tǒng)在MATLAB下的仿真分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 衛(wèi)瑋. 化工管理. 2016(34)
[2]近年測(cè)井技術(shù)新進(jìn)展及測(cè)井行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王麗忱,甄鑒,陳冬煒. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2015(09)
[3]基于OFDM的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究[J]. 余文寧,李英林. 石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015 (02)
[4]OFDM信號(hào)中保護(hù)間隔樣式的識(shí)別方法[J]. 張孟伯,楊曉靜,張欣冉,張岱. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(11)
[5]基于16QAM單芯電纜高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制[J]. 潘明宇,文強(qiáng),宋建軍. 石油儀器. 2014(04)
[6]基于單芯測(cè)井電纜的高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 顧慶水,陳偉,伍瑞卿,陶愛(ài)華,李謙. 測(cè)井技術(shù). 2013(04)
[7]多徑衰落信道下射頻識(shí)別系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[J]. 于銀山,俞曉磊,汪東華,趙志敏. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2013(03)
[8]基于STM32單片機(jī)的CAN總線分析儀的設(shè)計(jì)[J]. 邢洋,李立偉,張洪偉. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2013(01)
[9]WiGig and IEEE 802.11ad for Multi-Gigabyte-Per-Second WPAN and WLAN[J]. Sai Shankar N,Debashis Dash,Hassan El Madi,Guru Gopalakrishnan. ZTE Communications. 2012(04)
[10]大氣激光通信下的OFDM導(dǎo)頻信道估計(jì)方法[J]. 朱耀麟,孟超,柯熙政. 光通信研究. 2012(06)
碩士論文
[1]井下遙測(cè)系統(tǒng)通信線路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 權(quán)國(guó)棟.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于OFDM的鉆桿聲波信道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究[D]. 高瑾.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]基于STM32的便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器的研究[D]. 彭煜.暨南大學(xué) 2013
[4]測(cè)井電纜傳輸系統(tǒng)中編碼方法研究[D]. 王泉.長(zhǎng)江大學(xué) 2013
[5]基于Simulink的OFDM通信系統(tǒng)仿真分析[D]. 曹一.天津大學(xué) 2009
[6]嵌入式圖像采集與處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 梁海軍.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3555589
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