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目前随着电子技术的飞速发展,基于网络的实时监控系统已成为监测系统追求的新目标。油井安全生产工程参数的测量在整个油井安全生产过程中起着至关重要的作用。本文的研究目标是油井安全预警系统中的数据采集与预处理,主要任务是通过对油井安全生产周围环境信号的实时监测处理和分析来真实的反应抽油机工作状态。
本课题的主要任务是开发研制出一套以数字信号处理器(DSP)为核心的油井生产参数检测数据采集系统,实时测量井下地层压力,硫化氢气体浓度、井下作业温度等参数,并完成参数的数据采集与传输。本课题主要是利用高精度的模数转换器对现场的温度、压力、硫化氢气体浓度等参数进行实时数据采集,接着把采集到的数据通过无线传输模块送至监控中心,然后由监控中心进行数据综合分析以及数据融合,最后将分析的数据以短消息的形式发送至高层管理人员,为领导决策指挥生产提供科学依据。
本课题以TI公司的TMS320VC5410A数字信号处理器为中央处理芯片来实现对现场信号的AD采样。整个系统具有数据采集和实时数据处理两部分功能,主要由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分主要包括信号调理电路、DSP系统外围电路、AD转换电路、串口通信电路以及液晶显示电路等;软件部分主要包括DSP对AD转换器的控制、传输数据程序设计、DSP与异步串口通信的程序设计、IIR滤波算法的DSP程序设计以及系统的在线Boot Loader 程序设计等。首先作者给出了采集系统的硬件电路,并进行详细的说明和分析,接着给出了系统的软件详细设计,最后给出了调试结果以及实验结果分析。
本课题完成了系统硬件电路原理图以及PCB板的设计,编写了系统的驱动程序,最后进行了软硬件的综合调试,并且给出调试结果以及仿真波形。经过调试,系统可以完成信号的采集、存储、处理和传输任务,基本能够达到系统预期设定的技术指标。