基于電力線擴(kuò)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(duì)井下的溫度、壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(shù)通過油井中電力線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 電力線復(fù)雜的信道特性是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕系K，本論文首先對(duì)低壓電力線傳輸特性進(jìn)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(jiǎn)化模型，并對(duì)油井中電力線信道特性進(jìn)行了仿真研究。由于擴(kuò)

2、頻技術(shù)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(kuò)頻通信技術(shù)則可以大大提高通信的可靠性，并且井下數(shù)據(jù)傳輸對(duì)數(shù)據(jù)率要求不高，使用擴(kuò)頻方式更為適合。文中對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)的優(yōu)越性及抗窄帶正弦干擾性能進(jìn)行了仿真研究。在此理論基礎(chǔ)上，本論文開發(fā)了基于電力線擴(kuò)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(kuò)頻載波通信芯片SC1128組成，包括有上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)主要部分。下位機(jī)系統(tǒng)將采集的井下傳感數(shù)據(jù)經(jīng)過擴(kuò)頻載波芯片擴(kuò)頻調(diào)

3、制后發(fā)送到電力線上，數(shù)據(jù)由上位機(jī)系統(tǒng)經(jīng)擴(kuò)頻載波芯片解擴(kuò)解調(diào)后接收，并上傳給PC機(jī)，最后通過PC機(jī)人機(jī)界面觀察傳感數(shù)據(jù)曲線圖。 為進(jìn)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(cuò)控制中的前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)。本論文對(duì)(31，16)BCH碼的糾錯(cuò)能力進(jìn)行了仿真研究，并對(duì)該碼的編譯碼算法進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)。本文還提出了油井監(jiān)控網(wǎng)方案，并制定了相應(yīng)的通信協(xié)議。 本論文完成了系統(tǒng)的