井下遥测系统通信线路的设计与实现

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1、硕士学位论文井下遥测系统通信线路的设计与实现DesignandImplementationofCommunicationsLineinDownholeTelemetrySystem作者：权国栋导师：徐钊教授中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TN913.32学校代码10290UDC654密级公开中国矿业大学硕士学位论文井下遥测系统通信线路的设计与实现DesignandImplementationofCommunicationsLineinDownholeTelemetrySystem作者权国栋导师徐钊申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程

2、研究方向接入网设备研究答辩委员会主席袁小平评阅人二○一六年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴似箭，岁月如歌，三年的研究生生活即将结束。经历过找工作的坎坷与不安后，我更加深刻的体会到写作毕业论文时的那份宁静和思考。三年的矿大学习生活在我人生中留下了深深的烙印，通过学校提供的平台，我努力的钻研专业知识，不断的接收新的思

3、想，开阔了自身的眼界。在此我诚挚的对那些引导我、帮助我、激励我的人表示感谢！首先感谢我的导师徐钊教授，论文从开题到定稿，徐老师都给予我很大的帮助。在我攻读硕士研究生期间，徐老师严谨的治学态度、广博的专业知识和随和的生活态度，不论是从学术上还是生活上都让我受益匪浅。他作为老师，醍醐灌顶，让人豁然开朗；他作为长辈，关爱有加，让人感念至深。在此谨向徐老师表示我最诚挚的敬意和感谢！我还要感谢刘景超师兄，在我遇到困难时，是他给与了我很多帮助和指导，耐心的帮我分析解决问题。他扎实的技术功底、宽广的胸怀都令我由衷的敬佩。毕业设计的顺利完成，师兄梁作生、张强、刘显凯，师

4、姐吴燕丰、方咪咪、朱静、马辛玮也给予我很多帮助，在此也要向他们深表感谢。在这里也要感谢河北台康科技有限公司给我提供了良好的科研环境和便利的学习条件，感谢领导杨福锦、同事曾云在工作中对我的指导。感谢我的同学兼好友满忠昊、卓然、梁龙兵、陈静志、郭颖、郑纪玲，三年中相互帮助，相互学习，我们一起度过的学生岁月是我一生中最美好的财富。最后，还要感谢一直无私支持我的父母，正是你们的辛勤的付出我才能够顺利的完成学业，你们的无私的关怀将成为我继续前行的动力。还要继续感谢李倩同志，你的理解和帮助使我可以全身心地把精力投入到学业中。再次感谢在我成长过程中所有关心和帮助过我的

5、老师、同学以及亲人和朋友！感谢所有与我共享快乐的同学，有你们的陪伴和支持，我的研究生充实而精彩，这将是我一生中最难忘的一段美好的回忆。最后，感谢参加评卷的各位老师百忙之中批阅我的论文，谢谢！权国栋2016年3月25日摘要高精度油田测井设备的使用需要高速率的通信线路与之配套。但是国内现有的油田井下通信线路普遍处于较低的传输速度水平。为此，本文设计并实现了一种井下遥测系统的通信线路，提高了数据的传输速率，上行和下行的速度都可以达到兆比特级别，为测井仪器提供了一个更为广阔的使用平台。本文在分析了国内外油田测井通信线路发展与现状的基础上，提出了本通信线路的设计方

6、案。首先明确了本通信线路在通信速率、误码率、传输距离、功耗和电路尺寸方面的技术要求，将其划分为高速遥测和井下总线两大部分，还阐述了为适应井下高温高压对电路保护所做的工作。接着本文详细的从数据上传和指令下发两个方面描述了工作流程，并分析了所使用的相关技术。然后本文讨论了硬件构成，对CPU、FPGA、DSL等芯片进行了选型，还对MII接口、SPI接口及AD总线接口提出了具体设计。在软件设计方面，从用户界面、系统控制和数据采集三个方面进行描述。随后又重点说明了FPGA内部转换的设计和Modelsim软件仿真。最后本通信线路采用了G.HDSL技术在一对6000M

7、的测井电缆上实现了4Mbps的连接速率；在井下使用CAN总线技术，方便了多种测井设备的接入；使用FPGA技术完成了RAM数据和CAN数据及CAN数据和UDP数据之间的转换。在测试阶段，重点测试了本通信线路的转换功能、传输性能及用户界面操作。证明了本通信线路的功能和性能达到了预期设计要求和指标。综上所述，本文所研究的高速率、高性能的井下遥测系统通信线路具有较强的实际应用价值。该论文有图44个，表格4个，参考文献60篇。关键字：通信线路；DSL；FPGA；CAN总线IAbstractTheuseofprecisionloggingequipmentinoil

8、fieldrequiresahighrateofcommunicationlin