基于CAN總線的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.pdf

1、圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TP274.2U.D.C.:621.3工學(xué)碩士學(xué)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(dǎo)師：趙守智副研究員申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：控制科學(xué)與工程所在單位：控制科學(xué)與工程系答辯日期：2008年10月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要在油田勘探與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，石油地質(zhì)和工程技術(shù)人員需要及時(shí)準(zhǔn)確地獲得井下各項(xiàng)資料和數(shù)據(jù)，對(duì)井下的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而掌握井下各種參數(shù)的變化情況。為

2、達(dá)此目的，開(kāi)發(fā)出了各種測(cè)井儀器。測(cè)井儀器的主要功能是利用傳感器等測(cè)量元件準(zhǔn)確地采集各種井下參數(shù)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)地將這些數(shù)據(jù)傳遞給地面控制臺(tái)。本論文對(duì)一種基于CAN總線的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在全面、細(xì)致地分析了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出了一種以數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessing，簡(jiǎn)稱(chēng)DSP）為核心，以控制器局部網(wǎng)絡(luò)CAN總線（ControllerAreawk）作為底層通信網(wǎng)絡(luò)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(gè)井下數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)組成。設(shè)計(jì)采用TMS320F2810DSP處理器芯片作為節(jié)點(diǎn)的主控制器，節(jié)點(diǎn)間以CAN2.0B的總線規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。設(shè)計(jì)采用一主多從的分布結(jié)構(gòu)，設(shè)置一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和數(shù)個(gè)子節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)應(yīng)用外接跳線設(shè)置節(jié)點(diǎn)編號(hào)并預(yù)留多路信號(hào)采集接口，從外接傳感器及各種測(cè)量元件采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換等采樣數(shù)據(jù)的處理。主節(jié)點(diǎn)除自身的數(shù)據(jù)采集處理工作外，還負(fù)責(zé)向子節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，從各子節(jié)點(diǎn)收集信息以及與地面進(jìn)

4、行通訊。子節(jié)點(diǎn)總線周期設(shè)計(jì)為分時(shí)機(jī)制，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)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(diǎn)。系統(tǒng)最高可擴(kuò)展支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)井下傳輸波特率可調(diào)，最高可達(dá)1Mbps。在恒溫箱中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，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(zhǔn)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(shuō)明了數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案和主要功能，討論了主控制器芯片的選擇，接著分別對(duì)系統(tǒng)各主要部分硬件的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了敘述，最后，對(duì)CAN總線通訊等功能模塊的