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测井电缆高速数据传输系统研究

作　者: 侯永春
导　师: 张家田
学　校: 西安石油大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 正交频分复用 数据协议 调制解调器 循环冗佘校验
分类号: TN919.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


测井电缆数据传输系统(俗称遥传)作为测井系统的一个重要组成部分，其传输速率决定着测井装备的发展。高效率测井电缆高速数据传输系统的研发已成为近年来测井技术领域所关注的热点问题，也是开发国产成像数控测井设备的一个关键环节。本文计对现有测井电缆数据传输系统传输速度慢、信息量少、信号衰减、失真大等问题，设计一种基于OFDM (正交频分复用）技术的测井电缆高速数据传输系统。在硬件设计方面，本课题采用DSP (数字信号处理器）和FPGA (现场可编程门阵列）作为系统的处理核心，选用Spectrum Digital公司的TMS320C6713和Altera公司的EP1C12Q240C6N作为硬件平台，实现了调制解调器、井下仪器总线控制器、井下仪器接口以及电缆驱动的设计。在软件设计方面,根据电缆遥传系统的总体要求和对各种测井仪器进行的需求分析，分析了电缆遥传系统的数据流程，在此基础上设计出满足各种成像测井仪器需要的数据协议，并给出了实现过程。同时使用Max+phisII和CCS作为编程工具，编写了调制解调程序、CRC校验程序以及DSP控制程序。经过实验室初步调试表明，测井电缆高速数据传输系统能够较好的完成数据的上传和命令的下发，能有效提高数据的传输速率，具有较高的应用价值，值得推广。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 研究的目的和意义  7-8
  1.3 国内外现状及发展趋势  8-9
    1.3.1 测井数据传输系统的发展[5,6,7,8]  8
    1.3.2 测井电缆高速数据传输系统的研制背景  8-9
  1.4 论文的主要工作及其章节安排  9-11
第二章 测井数据传输技术基础  11-28
  2.1 OFDM 基本理论研究  11-15
    2.1.1 OFDM 的技术特点  12-13
    2.1.2 OFDM 传输系统  13-14
    2.1.3 OFDM 系统结构  14-15
  2.2 OFDM 关键技术分析  15-22
    2.2.1 编码和解码  15-16
    2.2.2 同步技术  16-20
    2.2.3 均衡技术  20-22
  2.3 电缆传输方式  22-24
  2.4 幻象供电  24-26
  2.5 循环冗余校验 CRC  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章 测井电缆高速数据传输系统总体设计  28-37
  3.1 测井电缆高速数据传输系统的设计要求  28-29
    3.1.1 系统设计要求  28-29
    3.1.2 系统设计参数  29
  3.2 设计方案的选择  29-31
    3.2.1 数据压缩技术  29
    3.2.2 调制解调技术  29-31
  3.3 测井电缆高速数据传输系统的设计  31-36
    3.3.1 调制部分系统设计  33-34
    3.3.2 解调部分系统设计  34-35
    3.3.3 测井电缆驱动设计  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 系统的硬件设计  37-53
  4.1 调制解调器的设计  37-39
  4.2 井下仪器总线控制器的设计  39
  4.3 井下仪器接口的设计  39-40
  4.4 DSP 及其外围电路  40-45
    4.4.1 电源电路  42-43
    4.4.2 时钟电路  43-44
    4.4.3 复位电路  44-45
  4.5 FPGA 控制及其外围电路  45-50
    4.5.1 D/A 转换电路  47-48
    4.5.2 A/D 转换电路  48
    4.5.3 SRAM 缓存电路  48-50
  4.6 测井电缆驱动电路设计  50-52
    4.6.1 T5 传输模式  50-51
    4.6.2 测井电缆驱动电路  51-52
  4.7 本章小结  52-53
第五章 系统的软件设计  53-63
  5.1 数据协议的设计  54-58
    5.1.1 数据流程分析  54-56
    5.1.2 下发命令  56-57
    5.1.3 数据上传  57-58
  5.2 调制解调器软件流程图  58-59
  5.3 时间同步算法的实现  59-61
  5.4 CRC 校验算法实现  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章 系统调试与结果  63-65
  6.1 传输系统测试  63-64
  6.2 部分实物完成结果  64-65
总结  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
攻读学位期间发表的论文  69-70
详细摘要  70-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 各种数据传输系统
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