抽油機(jī)井工況監(jiān)測(cè)是石油生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié),可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的人工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)的要求。將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測(cè),可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對(duì)目前已有油井工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的不足,本文研制出一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機(jī)井工況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機(jī)井工作狀況的方法,它是抽油機(jī)光桿在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期中,光桿相對(duì)位移與載荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式,不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器,獲取每個(gè)周期的起始點(diǎn),再利用拉線位移傳感器對(duì)一個(gè)周期中按時(shí)間等分的點(diǎn)的位移進(jìn)行標(biāo)定,既解決了拉線位移不能長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的問題,又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機(jī)四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時(shí)獲取并存儲(chǔ)示功圖數(shù)據(jù),定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個(gè)工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后,通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析和打印,并可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機(jī)用于對(duì)工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定,并可以現(xiàn)場(chǎng)獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設(shè)計(jì)方法,使用低電壓、低功耗的基于ARM7內(nèi)核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數(shù)傳模塊,將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲(chǔ)器,增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器,具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的H7710,組成高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想,既考慮到各模塊功能的實(shí)現(xiàn),又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫,并由AXD仿真調(diào)試器生成可執(zhí)行代碼,最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行于服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式,使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6.0編寫,運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡(luò)由無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)組成,工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò),采用ISM工作頻段,實(shí)現(xiàn)近距離無線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn),通過CDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信處理機(jī)相聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)抽油井工況長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè),提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性;利用ARM單片機(jī)作為微處理器,低功耗電路設(shè)計(jì),低功耗工作模式,延長(zhǎng)了電池的壽命;無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,兼具無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),降低了整個(gè)系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行費(fèi)用;數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式,便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運(yùn)行測(cè)試,已經(jīng)在油田試運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明,該系統(tǒng)性能完善,運(yùn)行可靠,安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便,取得了較好的效果。
標(biāo)簽: CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-12
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TLP521光耦和2sc2120三極管,IRF9140組成的驅(qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間: 2013-07-07
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LED照明已確然成為一項(xiàng)主流技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)正日臻成熟,標(biāo)志之一就是大量LED照明標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的陸續(xù)出臺(tái)。嚴(yán)格的效率要求已存在相當(dāng)一段時(shí)間了,今后仍將不斷提高。但近段時(shí)間,LED照明設(shè)計(jì)師的工作卻更為棘手了,因?yàn)橐瑫r(shí)滿足以下兩項(xiàng)要求:既要用針對(duì)白熾燈的調(diào)光器來實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制功能,又要實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)性能。
標(biāo)簽: LED 照明應(yīng)用 無閃爍調(diào)光
上傳時(shí)間: 2013-05-27
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近年來提出的光突發(fā)交換OBS(Optical.Burst Switching)技術(shù),結(jié)合了光路交換(OCS)與光分組交換(OPS)的優(yōu)點(diǎn),有效支持高突發(fā)、高速率的多種業(yè)務(wù),成為目前研究的熱點(diǎn)和前沿。 本論文圍繞國(guó)家“863”計(jì)劃資助課題“光突發(fā)交換關(guān)鍵技術(shù)和試驗(yàn)系統(tǒng)”,主要涉及兩個(gè)方面:LOBS邊緣節(jié)點(diǎn)核心板和光板FPGA的實(shí)現(xiàn)方案,重點(diǎn)關(guān)注于邊緣節(jié)點(diǎn)核心板突發(fā)包組裝算法。 本文第一章首先介紹LOBS網(wǎng)絡(luò)的背景、架構(gòu),分析了LOBS網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),然后介紹了本論文后續(xù)章節(jié)研究的主要內(nèi)容。 第二章介紹了LOBS邊緣節(jié)點(diǎn)的總體結(jié)構(gòu),主要由核心板和光板組成。核心板包括千兆以太網(wǎng)物理層接入芯片,突發(fā)包組裝FPGA,突發(fā)包調(diào)度FPGA,SDRAM以及背板驅(qū)動(dòng)芯片($2064)等硬件模塊。光板包括$2064,發(fā)射FPGA,接收FPGA,光發(fā)射機(jī),光接收機(jī),CDR等硬件模塊。論文對(duì)這些軟硬件資源進(jìn)行了詳細(xì)介紹,重點(diǎn)關(guān)注于各FPGA與其余硬件資源的接口。 第三章闡明了LOBS邊緣節(jié)點(diǎn)FPGA的具體實(shí)現(xiàn)方法,分為核心板突發(fā)包組裝FPGA和光板FPGA兩部分。核心板FPGA對(duì)數(shù)據(jù)和描述信息分別存儲(chǔ),僅對(duì)描述信息進(jìn)行處理,提高了組裝效率。在維護(hù)突發(fā)包信息時(shí),實(shí)時(shí)查詢和更新FEC配置表,保證了對(duì)FEE狀態(tài)表維護(hù)的靈活性。在讀寫SDRAM時(shí)都采用整頁突發(fā)讀寫模式,對(duì)MAC幀整幀一次性寫入,讀取時(shí)采用超前預(yù)讀模式,對(duì)SDRAM內(nèi)存的使用采取即時(shí)申請(qǐng)方式,十分靈活高效。光板FPGA分為發(fā)射和接收兩個(gè)方向,主要是將進(jìn)入FPGA的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步后按照指定的格式發(fā)送。 第四章總結(jié)了論文的主要內(nèi)容,并對(duì)LOBS技術(shù)進(jìn)行展望。本論文組幀算法采用動(dòng)態(tài)組裝參數(shù)表的方法,可以充分支持各種擴(kuò)展,包括自適應(yīng)動(dòng)態(tài)組裝算法。
標(biāo)簽: LOBS FPGA 節(jié)點(diǎn)
上傳時(shí)間: 2013-05-26
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本文以某型號(hào)接收機(jī)的應(yīng)用為背景,主要論述了如何實(shí)現(xiàn)基于FPGA的參數(shù)化的Viterbi譯碼器的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)核。文中詳細(xì)論述了譯碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、VerilogHDL(硬件描述語言)實(shí)現(xiàn)、仿真測(cè)試等。這些可變的參數(shù)包括:碼型、ACS(加比選)單元的數(shù)目、軟判決比特?cái)?shù)、回溯深度等。用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)置不同的參數(shù)由開發(fā)工具生成不同的譯碼器用于不同的系統(tǒng)。 本文的創(chuàng)新之處在于,針對(duì)FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出了一種新的累加度量RAM的組織形式,大大節(jié)省了嵌入式RAM塊;提出了一種新的累加度量值的歸一化辦法;此外還給出了用Matlab建模得到軟判決信息輔助仿真工具進(jìn)行電路仿真的方法,大大提高了仿真的速度。 所設(shè)計(jì)的(2,1,7)連續(xù)型5比特軟判決譯碼器已經(jīng)應(yīng)用于某型號(hào)接收機(jī),經(jīng)受了實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
標(biāo)簽: Viterbi FPGA 參數(shù) 譯碼器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強(qiáng)在軍事通信中倍受青睞,因此,對(duì)軍用有線通信設(shè)備的研究和設(shè)計(jì)具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機(jī)是一種小型背負(fù)式模擬空分程控用戶交換機(jī),用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習(xí)和緊急搶險(xiǎn)等行動(dòng).該項(xiàng)目以該交換機(jī)為研究對(duì)象,在詳細(xì)分析原設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上,指出該機(jī)型在使用過程中存在技術(shù)相對(duì)陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機(jī)接口設(shè)計(jì),本文提出基于"單片機(jī)+CPLD/FPGA體系結(jié)構(gòu)"的集成化設(shè)計(jì)方案:①在CPLD中實(shí)現(xiàn)信號(hào)音分頻和計(jì)時(shí)頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機(jī)以總線接口方式實(shí)現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)鎖存功能的VHDL設(shè)計(jì);③基于低功耗設(shè)計(jì)的器件選型方案和單片機(jī)待機(jī)模式設(shè)計(jì);④人機(jī)接口的LCD菜單操作方式.該文詳細(xì)介紹了改型設(shè)備的研制過程,包括CPLD片內(nèi)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、各硬件模塊功能測(cè)試等,最后給出了局內(nèi)呼叫處理功能和話務(wù)員服務(wù)功能的軟件實(shí)現(xiàn)流程.文章結(jié)尾介紹了改型設(shè)備的系統(tǒng)性能,它將實(shí)現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時(shí)具備低功耗和小型化的優(yōu)點(diǎn).最后,該文總結(jié)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)中使用的關(guān)鍵技術(shù),指出了設(shè)計(jì)的創(chuàng)新意義和將來的工作.
標(biāo)簽: CPLDFPGA 單片機(jī) 程控交換機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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介紹了線性模擬光耦器件HCNR201的基本原理;闡述了利用該芯片對(duì)電壓量進(jìn)行隔離測(cè)量的測(cè)試原理以及硬件電路;給出了試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果;證明了改種測(cè)試方法的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞:HCNR
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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串行數(shù)字接口SDI是目前使用最廣泛的數(shù)字視頻接口。它是遵循SMPTE-259M和EBtJ-Tech-3267標(biāo)準(zhǔn)制定的,己經(jīng)被世界上眾多數(shù)字視頻設(shè)備生產(chǎn)廠家普遍采納并作為標(biāo)準(zhǔn)視頻接口,主要用在非線性編輯系統(tǒng)、視頻服務(wù)器、虛擬演播室以及數(shù)字切換矩陣和數(shù)字光端機(jī)等場(chǎng)合。 以往的SDI接口在實(shí)現(xiàn)方法上有成本高、靈活性低等缺點(diǎn),針對(duì)這些不足,本文在研究串行數(shù)字接口工作原理的基礎(chǔ)上,提出了一種基于FPGA的標(biāo)清串行數(shù)字接口(SD-SDI)的設(shè)計(jì)方案,并使用SOPC Builder構(gòu)成一個(gè)Nios II處理器系統(tǒng),將SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA內(nèi)部,從而提高系統(tǒng)的集成度,使之具有視頻數(shù)據(jù)處理速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、性價(jià)比高的特點(diǎn)。具體研究?jī)?nèi)容包括: 1.在分析SDI接口的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,提出了串行數(shù)字接口的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片內(nèi)部配置以及驅(qū)動(dòng)電路、均衡電路、電源電路等硬件電路設(shè)計(jì)。 2.采用軟邏輯方法實(shí)現(xiàn)SDI接口的傳輸功能,進(jìn)行了具體的模塊化設(shè)計(jì)與仿真。 3.引入Nios II嵌入式軟核處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,設(shè)計(jì)了視頻圖像數(shù)據(jù)的采集程序。 該傳輸系統(tǒng)以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8為核心芯片,通過發(fā)送和接收電路的共同作用,能夠完成標(biāo)清數(shù)字視頻信號(hào)的傳輸,初步確立了以SDI接口為數(shù)據(jù)源的視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)的整體模式和框架。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著圖像處理技術(shù)和投影技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)高沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場(chǎng)景往往由多通道的投影儀器同時(shí)在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨(dú)的圖像拼接在一起組成一幅大場(chǎng)景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設(shè)計(jì)為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當(dāng)圖像投影在柱面屏幕的時(shí)候就會(huì)發(fā)生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術(shù)。 一個(gè)大場(chǎng)景可視化系統(tǒng)由投影機(jī)、投影屏幕、圖像融合機(jī)等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中,要實(shí)現(xiàn)高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統(tǒng)還需要運(yùn)用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關(guān)鍵設(shè)備在于圖像融合機(jī),它實(shí)時(shí)采集圖形服務(wù)器,或者PC的圖像信號(hào),通過圖像處理模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設(shè)備。 本課題提出了一種基于FPGA技術(shù)的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內(nèi)部的DSP運(yùn)算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號(hào)的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)ARM處理器模塊,用于上電時(shí)對(duì)系統(tǒng)在圖像變化處理時(shí)所需參數(shù)進(jìn)行傳遞,并能實(shí)時(shí)從上位機(jī)更新參數(shù)。該設(shè)計(jì)在提高了系統(tǒng)性能的同時(shí)也便于系統(tǒng)擴(kuò)展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設(shè)計(jì)介紹了SDRAM控制器的設(shè)計(jì)方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文以VB 為主體開發(fā)語言,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)凸輪和凸輪輪廓設(shè)計(jì)過程的動(dòng)畫仿真,既提高了凸輪設(shè)計(jì)效率,又益于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。
標(biāo)簽: 凸輪機(jī)構(gòu) 參數(shù) 動(dòng)畫仿真
上傳時(shí)間: 2013-06-13
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