ERT系统的功能改进设计

发布时间：2017-05-04 03:13

  本文关键词：ERT系统的功能改进设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：ERT(Electrical Resistance Tomography)技术是针对剩余油分布检测的应用技术,ERT系统主要是由一个大功率电流发射机和采集电位信息的接收机组成。目前,这项技术已经广泛的服务于我国的油气田的开采和勘探。2013至2015年间,ERT系统成功的在大庆油田、辽河油田、山西煤层气田、贵州煤层气田进行了多次野外监测实验,均测试到了压裂裂缝的趋近方向。随着ERT系统在野外工程中的实际测试工作中,发现ERT系统的一些功能需要改进和增强,发射机与接收机间由于地形地貌的限制,无法进行线同步连接,发射机在室外温度高,发射电流大的工作状态下,出现了发射机面板温度过高的现象,发射机的散热功能需要改进。本设计是在现有的发射机与接收机组成的探测仪器的平台基础上进行改进设计的,利用GPS同步技术,结合现有的硬件基础上实现发射机与接收机之间的同步。现有的散热片不能满足发射机散热的功能,故加入直流风扇以提高散热能力。改进的散热系统以51单片机为中心,实时监测发射机面板的温度,在温度高于设定值后驱动风扇,在风扇扇叶两端加入了红外线发射管与红外线接收管,它们能够在风扇转动时产生脉冲信号,该信号经过放大和整流电路后输送到单片机内部,通过计算精确时间内的中断次数,并依据风扇的扇叶数得到风扇转速,利用PID控制技术来精确控制转速,得到符合散热需求的最佳转速。Zig Bee技术是一种远程无线通讯技术,主芯片CC2530够成主Zig Bee节点,加入射频芯片CC2591后,通讯距离得到了很大的提升,达到了野外工作的标准。
【关键词】：ERT技术 GPS同步 51单片机 PID控制 ZigBee技术
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE327
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-13
• 1.1.1 井地ERT技术及应用简介10-11
• 1.1.2 井地ERT技术在煤层气中的应用11-12
• 1.1.3 研究的目的与意义12-13
• 1.2 国内外主要相关技术发展现状13-14
• 1.2.1 ERT技术的国内外进展状况13
• 1.2.2 Zig Bee技术国内外进展情况13-14
• 1.3 论文主要内容简介章节安排14-16
• 第2章 系统整体设计和方案论证16-19
• 2.1 系统硬件整体设计方案16-17
• 2.2 系统软件整体设计方案17-19
• 第3章 系统硬件具体设计19-39
• 3.1 单片机驱动直流风扇模块19-25
• 3.1.1 单片机主控模块19-20
• 3.1.2 电源模块20-21
• 3.1.3 温度传感器模块21-22
• 3.1.4 液晶模块22
• 3.1.5 L298风扇驱动模块22-24
• 3.1.6 风扇测速模块24-25
• 3.2 GPS同步模块25-26
• 3.3 ZigBee无线通讯模块26-39
• 3.3.1 Zig Bee技术简介26-28
• 3.3.2 系统整体设计和可行性分析28-29
• 3.3.3 CC2530和CC2591芯片介绍29-32
• 3.3.4 Zig Bee节点的硬件设计32-36
• 3.3.5 无线电波传输特性及无线传输距离的估算36-39
• 第4章 系统软件具体设计39-57
• 4.1 单片机驱动直流风扇软件设计39-48
• 4.1.1 软件总体设计39-40
• 4.1.2 DS18B20温度采集程序40-42
• 4.1.3 定时计数器测速程序42
• 4.1.4 PID控制算法程序42-45
• 4.1.5 Proteus仿真PID控制45-47
• 4.1.6 1602液晶显示程序47-48
• 4.2 GPS同步模块软件设计48-51
• 4.2.1 同步技术简介48
• 4.2.2 NMEA-0183协议介绍48-50
• 4.2.3 系统同步工作流程设计50-51
• 4.3 ZigBee无线通讯模块软件设计51-57
• 4.3.1 软件开发环境介绍51-52
• 4.3.2 Zig Bee协议栈介绍52-54
• 4.3.3 Zig Bee网络实现54-57
• 第5章 系统测试和分析57-63
• 5.1 直流风扇模块测试57-59
• 5.1.1 模块实物图57-58
• 5.1.2 散热模块散热测试58-59
• 5.2 GPS同步模块测试59-60
• 5.3 ZigBee无线通讯模块测试60-63
• 5.3.1 模块实物图60
• 5.3.2 无线组网测试60-61
• 5.3.3 通讯距离测试61-63
• 第6章 总结和展望63-65
• 6.1 工作总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 作者简介及在学期间所取得的研究成果68-69
• 致谢69

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本文编号：344298