煤矿井下测井仪的研究与设计
发布时间：2021-07-14 08:31
我国是产煤大国,煤炭资源在我国的资源配置中具有战略价值。做为煤炭开采的主要分析手段,测井技术的发展对于煤炭开采具有重要的科技价值。本文分析了国内外测井技术的发展现状,介绍了常用测井技术的测井原理,结合实际,提出了一种新型网络化的多功能CAN总线煤矿井下测井仪。该测井仪主要由计算机端控制软件程序、上位机、采集节点三部分构成。计算机端控制软件程序由MFC编写,主要实现用户的人机交互及采集数据的图表式显示。上位机采用STM32单片机作为核心,与计算机可以通过有线（串口）方式实现通讯。采集节点考虑到功耗采用了8位的PIC18F4680实现。上位机与采集节点间通过CAN总线进行通讯,采用了主从式的网络结构,具备强大的可扩展能力,可以根据测井需要方便的拆装不同属性的测井采集节点,完成测井任务。优化了用户与测井仪的人机交互,设计的计算机端控制软件方便用户以图标的形式直观的对测量数据进行分析。并通过网络应用层协议的设计,提高了总线的负载率,实现了多节点网络的维护和正常通讯的要求。扩展了测井仪同时测井的宽度与广度。本文首先介绍了国内外测井技术的发展历程,对本文设计的测井仪所采用的技术基础进行了阐述。给出...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
Contents
1 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 煤炭业的发展及现状
1.1.2 测井技术在煤炭业中的应用
1.1.3 测井技术国内外现状的分析
1.2 本测井仪系统的设计目的及意义
1.3 测井仪系统的技术基础
1.3.1 电阻率测井技术
1.3.2 自然伽马测井技术
1.3.3 磁感应测井技术
1.3.4 CAN总线简介
1.3.5 CAN 总线帧结构
1.4 本文主要研究内容
2 测井仪系统的整体架构
2.1 测井仪系统硬件架构
2.1.1 上位机部分硬件架构
2.1.2 采集节点部分硬件架构
2.2 测井仪系统软件架构
2.2.1 上位机与采集节点软件架构
2.2.2 计算机端控制软件软件架构
2.3 本章小结
3 测井仪系统硬件电路设计
3.1 上位机控制板的功能介绍
3.1.1 电源及微控制器电路
3.1.2 CAN总线模块电路
3.1.3 串口通信模块电路
3.1.4 显示与按键模块电路
3.1.5 电池信息检测电路
3.1.6 光电编码器模块电路
3.1.7 数据存读模块电路
3.2 采集节点控制板功能介绍
3.2.1 微控制器电路
3.2.2 CAN总线模块电路
3.2.3 时钟模块电路
3.2.4 数据存储模块电路
3.2.5 传感器模块电路
3.3 本章小结
4 测井仪系统软件设计
4.1 系统软件分析
4.2 CAN总线网络通信协议设计
4.2.1 CAN总线网络应用层协议
4.2.2 CAN总线网络管理
4.3 系统各模块软件设计
4.3.1 电压检测模块任务流程图
4.3.2 显示模块任务流程图
4.3.3 按键模块任务流程图
4.3.4 CAN网络管理相关任务流程图
4.3.5 串口通讯模块任务流程图
4.3.6 SD卡模块任务流程图
4.3.7 USB模块类U盘的软件实现
4.4 本章小结
5 系统调试及运行
5.1 系统软件环境搭建
5.1.1 单片机部分调试
5.1.2 测井仪系统与计算机端控制软件通讯部分调试
5.2 系统联机调试
5.3 井下实际测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAN总线在井下测井仪中的应用[J]. 李盟,郭家虎,周阳,周琦. 工矿自动化. 2014(01)
[2]井下仰角钻孔测井系统设计[J]. 周阳,郭家虎,李盟,周琦. 工矿自动化. 2013(03)
[3]浅析我国煤炭资源发展现状[J]. 薛冰. 科技广场. 2012(02)
[4]基于CAN总线技术的测井数据传输系统设计[J]. 党瑞荣,潘海洋,宋楠,贾伟. 西安石油大学学报(自然科学版). 2011(06)
[5]CAN总线应用层协议的研究与实现[J]. 王邦继,刘庆想,李相强,张健穹. 计算机工程与应用. 2011(20)
[6]煤矿选煤技术与环境保护的探讨[J]. 丁江林. 中国新技术新产品. 2011(08)
[7]煤矿井下无缆测井系统的改进及应用[J]. 张鹏. 科技资讯. 2010(14)
[8]STM32F103x的USB多路数据采集系统设计[J]. 唐伟,于平,李峥辉. 单片机与嵌入式系统应用. 2009(08)
[9]中国能源安全问题探讨及对策研究[J]. 何琼. 中国安全科学学报. 2009(06)
[10]国家发改委发布我国煤炭工业发展规划(摘要)[J]. 矿山机械. 2009(08)
本文编号：3283792
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
Contents
1 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 煤炭业的发展及现状
1.1.2 测井技术在煤炭业中的应用
1.1.3 测井技术国内外现状的分析
1.2 本测井仪系统的设计目的及意义
1.3 测井仪系统的技术基础
1.3.1 电阻率测井技术
1.3.2 自然伽马测井技术
1.3.3 磁感应测井技术
1.3.4 CAN总线简介
1.3.5 CAN 总线帧结构
1.4 本文主要研究内容
2 测井仪系统的整体架构
2.1 测井仪系统硬件架构
2.1.1 上位机部分硬件架构
2.1.2 采集节点部分硬件架构
2.2 测井仪系统软件架构
2.2.1 上位机与采集节点软件架构
2.2.2 计算机端控制软件软件架构
2.3 本章小结
3 测井仪系统硬件电路设计
3.1 上位机控制板的功能介绍
3.1.1 电源及微控制器电路
3.1.2 CAN总线模块电路
3.1.3 串口通信模块电路
3.1.4 显示与按键模块电路
3.1.5 电池信息检测电路
3.1.6 光电编码器模块电路
3.1.7 数据存读模块电路
3.2 采集节点控制板功能介绍
3.2.1 微控制器电路
3.2.2 CAN总线模块电路
3.2.3 时钟模块电路
3.2.4 数据存储模块电路
3.2.5 传感器模块电路
3.3 本章小结
4 测井仪系统软件设计
4.1 系统软件分析
4.2 CAN总线网络通信协议设计
4.2.1 CAN总线网络应用层协议
4.2.2 CAN总线网络管理
4.3 系统各模块软件设计
4.3.1 电压检测模块任务流程图
4.3.2 显示模块任务流程图
4.3.3 按键模块任务流程图
4.3.4 CAN网络管理相关任务流程图
4.3.5 串口通讯模块任务流程图
4.3.6 SD卡模块任务流程图
4.3.7 USB模块类U盘的软件实现
4.4 本章小结
5 系统调试及运行
5.1 系统软件环境搭建
5.1.1 单片机部分调试
5.1.2 测井仪系统与计算机端控制软件通讯部分调试
5.2 系统联机调试
5.3 井下实际测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAN总线在井下测井仪中的应用[J]. 李盟,郭家虎,周阳,周琦. 工矿自动化. 2014(01)
[2]井下仰角钻孔测井系统设计[J]. 周阳,郭家虎,李盟,周琦. 工矿自动化. 2013(03)
[3]浅析我国煤炭资源发展现状[J]. 薛冰. 科技广场. 2012(02)
[4]基于CAN总线技术的测井数据传输系统设计[J]. 党瑞荣,潘海洋,宋楠,贾伟. 西安石油大学学报(自然科学版). 2011(06)
[5]CAN总线应用层协议的研究与实现[J]. 王邦继,刘庆想,李相强,张健穹. 计算机工程与应用. 2011(20)
[6]煤矿选煤技术与环境保护的探讨[J]. 丁江林. 中国新技术新产品. 2011(08)
[7]煤矿井下无缆测井系统的改进及应用[J]. 张鹏. 科技资讯. 2010(14)
[8]STM32F103x的USB多路数据采集系统设计[J]. 唐伟,于平,李峥辉. 单片机与嵌入式系统应用. 2009(08)
[9]中国能源安全问题探讨及对策研究[J]. 何琼. 中国安全科学学报. 2009(06)
[10]国家发改委发布我国煤炭工业发展规划(摘要)[J]. 矿山机械. 2009(08)
本文编号：3283792
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3283792.html
