基于電力線擴頻載波的井下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、在油井開采過程中，常常需要對井下的溫度、壓力、流量等參數(shù)進行實時監(jiān)測，用以控制采油過程。本論文就此問題提出了一種新的井下數(shù)據(jù)傳輸方案，即利用電力線載波通信技術通過油井中電力線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 電力線復雜的信道特性是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕系K，本論文首先對低壓電力線傳輸特性進行了討論，分析了電力線的阻抗特性、衰減特性和干擾特性。文中根據(jù)我們的研究背景，提出了油井中低壓電力線信道的簡化模型，并對油井中電力線信道特性進行了仿真研究。由于擴

2、頻技術具有優(yōu)越的抗干擾，抗衰減性能，在電力線載波通信中采用擴頻通信技術則可以大大提高通信的可靠性，并且井下數(shù)據(jù)傳輸對數(shù)據(jù)率要求不高，使用擴頻方式更為適合。文中對直擴系統(tǒng)的優(yōu)越性及抗窄帶正弦干擾性能進行了仿真研究。在此理論基礎上，本論文開發(fā)了基于電力線擴頻載波的井下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由微控制器AT89C51和擴頻載波通信芯片SC1128組成，包括有上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)兩個主要部分。下位機系統(tǒng)將采集的井下傳感數(shù)據(jù)經(jīng)過擴頻載波芯片擴頻調(diào)

3、制后發(fā)送到電力線上，數(shù)據(jù)由上位機系統(tǒng)經(jīng)擴頻載波芯片解擴解調(diào)后接收，并上傳給PC機，最后通過PC機人機界面觀察傳感數(shù)據(jù)曲線圖。 為進一步提高通信系統(tǒng)的可靠性，確保數(shù)據(jù)可靠的傳輸，提高系統(tǒng)的抗干擾性并減少誤碼率，在系統(tǒng)中我們采用差錯控制中的前向糾錯(FEC)技術。本論文對(31，16)BCH碼的糾錯能力進行了仿真研究，并對該碼的編譯碼算法進行了軟件實現(xiàn)。本文還提出了油井監(jiān)控網(wǎng)方案，并制定了相應的通信協(xié)議。 本論文完成了系統(tǒng)的