基于CAN總線的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.pdf

1、圖書分類號：TP274.2U.D.C.:621.3工學碩士學位論文基于CAN總線的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究碩士研究生：王頔導師：趙守智副研究員申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：控制科學與工程所在單位：控制科學與工程系答辯日期：2008年10月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要摘要在油田勘探與開發(fā)過程中，石油地質(zhì)和工程技術人員需要及時準確地獲得井下各項資料和數(shù)據(jù)，對井下的環(huán)境進行監(jiān)測，從而掌握井下各種參數(shù)的變化情況。為

2、達此目的，開發(fā)出了各種測井儀器。測井儀器的主要功能是利用傳感器等測量元件準確地采集各種井下參數(shù)數(shù)據(jù)，并實時地將這些數(shù)據(jù)傳遞給地面控制臺。本論文對一種基于CAN總線的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了研究。在全面、細致地分析了測井數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的特點基礎上，提出了一種以數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessing，簡稱DSP）為核心，以控制器局部網(wǎng)絡CAN總線（ControllerAreawk）作為底層通信網(wǎng)絡組建井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方

3、案。系統(tǒng)由工作在CAN總線上的數(shù)個井下數(shù)據(jù)處理節(jié)點組成。設計采用TMS320F2810DSP處理器芯片作為節(jié)點的主控制器，節(jié)點間以CAN2.0B的總線規(guī)范進行數(shù)據(jù)交換。設計采用一主多從的分布結(jié)構(gòu)，設置一個主節(jié)點和數(shù)個子節(jié)點，各節(jié)點應用外接跳線設置節(jié)點編號并預留多路信號采集接口，從外接傳感器及各種測量元件采集數(shù)據(jù)并進行AD轉(zhuǎn)換等采樣數(shù)據(jù)的處理。主節(jié)點除自身的數(shù)據(jù)采集處理工作外，還負責向子節(jié)點下發(fā)數(shù)據(jù)請求命令，從各子節(jié)點收集信息以及與地面進

4、行通訊。子節(jié)點總線周期設計為分時機制，每個子節(jié)點在自己的總線周期內(nèi)將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給主節(jié)點。系統(tǒng)最高可擴展支持32個節(jié)點井下傳輸波特率可調(diào)，最高可達1Mbps。在恒溫箱中進行了實驗，證明系統(tǒng)能在高溫環(huán)境下作業(yè)，CAN總線上的數(shù)據(jù)交換準確、穩(wěn)定，系統(tǒng)性能可靠。論文首先提出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)方案，說明了數(shù)據(jù)采集節(jié)點的設計方案和主要功能，討論了主控制器芯片的選擇，接著分別對系統(tǒng)各主要部分硬件的實現(xiàn)進行了敘述，最后，對CAN總線通訊等功能模塊的