多分層試井儀電纜遙傳井下電路研究
發(fā)布時間:2021-12-29 06:33
高速遙傳技術(shù)在石油測井系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位,高速、實時的傳輸數(shù)據(jù)在測井系統(tǒng)中至關(guān)重要。隨著科技的不斷發(fā)展,測井技術(shù)也隨之不斷進步,但是高效率測井電纜數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究開發(fā)依然是近年來測井技術(shù)領(lǐng)域研究的熱門領(lǐng)域。針對現(xiàn)在我國電纜傳輸,速度慢,信號衰減、失真嚴(yán)重等問題,本文在研究國內(nèi)外遙傳技術(shù)的基礎(chǔ)上,以ST公司的高性能單片機(STM32F407)為微處理器和正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)為核心技術(shù),進行了傳輸系統(tǒng)的研究。本論文首先是對電纜傳輸以及OFDM技術(shù)進行了深入的理論研究,對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)計提高了良好的基礎(chǔ)。其次,在理論知識的基礎(chǔ)上,提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。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)換實現(xiàn)信號調(diào)制解調(diào)后實時傳輸,同時因為信道多徑效應(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,對部分電路包括:電源模塊、時鐘模塊、復(fù)位模塊以及外部接口電路進行設(shè)計。最后,在MATLAB軟件環(huán)境下...
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】: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 多分層測井儀遙傳測井技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國外多分層試井儀遙傳測井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國內(nèi)多分層試井儀遙傳測井技術(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 試井儀遙傳測井電纜傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)分析
2.1 常用遙傳測井電纜及其傳輸特性分析
2.1.1 單芯測井電纜傳輸特性分析
2.1.2 七芯測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 遙測系統(tǒng)中對正交頻分復(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的時域與頻域分析
3.3.1 OFDM時域分析
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實現(xiàn)
3.4.3 保護間隔和循環(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)的遙測電纜通信系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于OFDM的遙測系統(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
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
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊
4.3.2 系統(tǒng)時鐘模塊
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)仿真及軟件實現(xiàn)
5.1 仿真工具介紹
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計總體方案
5.3 卷積碼編碼譯碼軟件設(shè)計及仿真分析
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映射與反映射簡介及仿真分析
5.4.1 16QAM映射與反映射簡介
5.4.2 16QAM映射與反映射軟件實現(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
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
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】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代測井技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 衛(wèi)瑋. 化工管理. 2016(34)
[2]近年測井技術(shù)新進展及測井行業(yè)發(fā)展趨勢[J]. 王麗忱,甄鑒,陳冬煒. 國際石油經(jīng)濟. 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)計算機應(yīng)用. 2015 (02)
[4]OFDM信號中保護間隔樣式的識別方法[J]. 張孟伯,楊曉靜,張欣冉,張岱. 計算機應(yīng)用研究. 2015(11)
[5]基于16QAM單芯電纜高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計與研制[J]. 潘明宇,文強,宋建軍. 石油儀器. 2014(04)
[6]基于單芯測井電纜的高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計[J]. 顧慶水,陳偉,伍瑞卿,陶愛華,李謙. 測井技術(shù). 2013(04)
[7]多徑衰落信道下射頻識別系統(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. 2013(03)
[8]基于STM32單片機的CAN總線分析儀的設(shè)計[J]. 邢洋,李立偉,張洪偉. 青島大學(xué)學(xué)報(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]井下遙測系統(tǒng)通信線路的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 權(quán)國棟.中國礦業(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)測器的研究[D]. 彭煜.暨南大學(xué) 2013
[4]測井電纜傳輸系統(tǒng)中編碼方法研究[D]. 王泉.長江大學(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:3555589
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】: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 多分層測井儀遙傳測井技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國外多分層試井儀遙傳測井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國內(nèi)多分層試井儀遙傳測井技術(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 試井儀遙傳測井電纜傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)分析
2.1 常用遙傳測井電纜及其傳輸特性分析
2.1.1 單芯測井電纜傳輸特性分析
2.1.2 七芯測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 遙測系統(tǒng)中對正交頻分復(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的時域與頻域分析
3.3.1 OFDM時域分析
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實現(xiàn)
3.4.3 保護間隔和循環(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)的遙測電纜通信系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于OFDM的遙測系統(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
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
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊
4.3.2 系統(tǒng)時鐘模塊
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)仿真及軟件實現(xiàn)
5.1 仿真工具介紹
5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計總體方案
5.3 卷積碼編碼譯碼軟件設(shè)計及仿真分析
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映射與反映射簡介及仿真分析
5.4.1 16QAM映射與反映射簡介
5.4.2 16QAM映射與反映射軟件實現(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
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
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】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代測井技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 衛(wèi)瑋. 化工管理. 2016(34)
[2]近年測井技術(shù)新進展及測井行業(yè)發(fā)展趨勢[J]. 王麗忱,甄鑒,陳冬煒. 國際石油經(jīng)濟. 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)計算機應(yīng)用. 2015 (02)
[4]OFDM信號中保護間隔樣式的識別方法[J]. 張孟伯,楊曉靜,張欣冉,張岱. 計算機應(yīng)用研究. 2015(11)
[5]基于16QAM單芯電纜高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計與研制[J]. 潘明宇,文強,宋建軍. 石油儀器. 2014(04)
[6]基于單芯測井電纜的高速遙傳系統(tǒng)設(shè)計[J]. 顧慶水,陳偉,伍瑞卿,陶愛華,李謙. 測井技術(shù). 2013(04)
[7]多徑衰落信道下射頻識別系統(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. 2013(03)
[8]基于STM32單片機的CAN總線分析儀的設(shè)計[J]. 邢洋,李立偉,張洪偉. 青島大學(xué)學(xué)報(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]井下遙測系統(tǒng)通信線路的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 權(quán)國棟.中國礦業(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)測器的研究[D]. 彭煜.暨南大學(xué) 2013
[4]測井電纜傳輸系統(tǒng)中編碼方法研究[D]. 王泉.長江大學(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:3555589
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