基于USB2.0的成像测井数据传输地面接口设计

介绍了一种基于通用串行总线USB2．0的成像测井数据传输接口硬件及软件设计。传输接口的主控制器采用AT89C52单片机,实现USB协议及传输接口的控制;USB2．0接口芯片采用ISP1581,该芯片支持DMA传输功能,保证了单片机环境下ISP1581与测井系统主机高速数据交换所必需的高吞吐率。传输接口与井下仪器间的通信采用曼彻斯特编码调制技术,由一个下行命令发送信道和三个上行数据接收信道组成,可以挂接Baker Arias的3514井下遥测短节及与之配套的各种成像测井井下仪器。     

测井电缆遥传系统

文中介绍新型的遥传系统,该系统的井下遥测短节采用的双微控制器的结构使井下电路得以简化,提高智能化程度,通信协仪的设计使得通讯更加可靠.数据的传输速率达到100kb/s,实现了井下大数据量的传输.     

基于MSP430F149的井地间数据传输系统研究

在油气田的开发与探测中,如何能够将井下的探测数据准确无误地传输到地面系统中显得尤为重要。研究一种基于MSP430F149的井地间数据传输系统,其主要阐述了井下如何对采集到的数据进行编码,然后通过电缆进行上传,最后在地面系统中对其解码。在这个过程当中能够保证井下采集到的数据信息和井上通过解码得到的数据信息是一致的,也就是说采集到的数据信息能够完整地传输到地面系统。只有将井下的数据信息准确地反映到地面系统中,然后通过地面上的一系列处理,才能使油气田的开发人员进一步了解井下状况,为油气田的开发提供科学依据。以免因为对井下的信息不确定或误解,造成一些不必要的损失。     

数字信号的远程基带传输系统设计

针对石油测井行业中井下视频信号传输受到线缆自身特性、传输距离和外界环境等因素的影响,导致图像数据传输速率慢,传输质量差的问题。采用增强信号强度、优化信号传输方式和编码方式来降低传输距离对数字信号传输速度的影响;信源编码和差分传输技术可以有效降低线缆自身特性和环境因素对数字信号传输质量的影响,提升信号的信噪比,从而实现数字信号的远距离高速传输。通过实际测试表明,该传输系统在600KB/s的传输码率下,解码模块恢复的图像峰值信噪比(PSNR)值为32.0574,结构相似性(SSIM)值为0.8988,满足本系统的设计需求,具有较高的实际价值。     

一种自适应量化DPCM的测井数据压缩方法

随着测井技术的发展,大量测井数据需要实时传输,而现有的测井传输系统的速率难以满足要求.由于测井数据存在信息冗余,压缩数据后再传输可以等效提高传输速率.为此,提出了一种改进的可自适应量化调整编码器的差分脉码调制(DPCM)算法.首先通过对测井数据进行分析获取统计信息极值、分析数据的变化趋势,根据这些信息动态的调整编码的码...     

采样信号与开关量在Wi-Fi模块下的混合编码传输

嵌入式Wi-Fi模块HLK-RM04高速率传输常出现少量数据丢失的问题,从而给基于该模块传输采样信号与开关量的应用带来了严重的问题,为此,本文提出了一种采样信号与开关量在Wi-Fi模块下的混合编码传输新方法。该方法在进行数据组帧时,利用采样信号有效位数小于实际传输字节位数的特点,将数字开关量以及每个采样值的识别码分散植入采样信号传输字节的冗余位中,从而使得接收端可以通过对数据帧中传输字节冗余位的解译,剔除因数据传输丢失导致的不完整采样数据并根据简单的数据统计与阈值判决识别开关量。实验表明,与传统采用固定位置编码组帧的方法相比,本文提出的混编方法在没有加大数据传输量的前提下,可有效避免由于Wi-Fi模块少量数据丢失而给采样信号传输带来的采样值不完整、采样数据错位组合等严重问题,同时也避免了开关量的错误识别问题。     

泥浆信道数据压缩和纠错联合编码研究

泥浆脉冲通信是无线随钻测井系统中主用通信方式,泥浆信道本身衰减较大,且信道噪声复杂.针对泥浆信道及噪声特性进行分析,提出了一种适用于泥浆脉冲信号的联合编码方法,其在对信号进行无损压缩的同时可针对突发错误和随机错误进行纠正,保证传输效率的同时降低系统误码率,且不会增加设备复杂度.最后以现场测井数据为基础,表明LZW的最大压缩比可达3:1,并通过仿真实验证明该联合编码方法具有良好的抗噪声性能,能较好地重构测井数据,验证了其有效性.     

一种新型远距离无线双向通信检测系统研究

为满足测井过程中需要实时准确获得井下温度压力等相关数据,以及测试人员对井下工作系统的远距离实时操作的需求,设计了一种新型远距离无线双向通信检测系统。该系统由井下模块与地面模块组成。针对井下通信信道复杂,上行下行信号需在同一信道中传输,信号衰减严重且信噪比低的难点,设计了基于时频分复用协议的低频电磁场信道,并采用小波去噪等方法解决微弱信号测量的难题。试验表明,该系统在实地工况下首次成功实现套管井中的双向通信,对测井等远距离检测技术发展具有积极意义。     

新型多用途程控采样模式遥测数据采集系统

遥测系统中信道的资源是十分有限的，在多参量遥测系统中采用通用型的数据采集系统将导致信道资源的浪费。在这种情况下，采用了可编程多采样率数据采集系统。目前在遥测系统中使用的多采样率数据采集系统具有专用性，不能用于常规的数据采集。因此，我们设计了一种新型的多用途程控采样模式遥测数据采集系统，它既可满足遥测的需要又适用于常规的数据采集。中论述了应用多采样率的原因、系统的结构及工作原理，并详细地介绍了多采样率的实现方法。     

远动系统遥测数据采集方式应用探讨

对远动系统遥测数据采集方式的工作原理和实际应用情况进行了分析、比较,指出遥测数据采集方式应用交流采样优于直流采样,对遥测数据的采集应大力推广交流采样。     

一种新的过套管电阻率测井数据预处理方法

为解决传统的过套管电阻率测井数据预处理方法存在的主观性强,适用性较差以及不能反映地层中的薄层信息,连续曲线分辨率低等问题,设计了一种新的数据预处理方法.首先采用数据清洗原理剔除同一深度上的异常测量值,再根据信号稀疏表示原理,构建观测矩阵和稀疏变换矩阵,通过最优化算法及约束条件求解信号的稀疏表示系数,得到等深度间隔的连续...     

数据压缩在用电信息采集远程通信中的应用

探讨了用电信息采集系统中远程通信数据压缩的重要性和可行性,并从信息论角度指出远程通信报文存在的信息冗余度,提出采用数据压缩的方法可以缩短用电信息采集数据的传输时间,提高数据传输效率。并且,在GPRS/CDMA等无线公网通信技术为实际主导的通信方式现状下,数据压缩还可以降低数据传输成本,为电力企业节约通信流量费用。通过运用无损压缩领域的经典算法LZ77进行仿真实验,验证了数据压缩的效果。实验结果表明,LZ77算法对于常用的电能量和电能质量等长通信报文可以起到良好的压缩效果,对于低压居民电量采集等应用可以极大地缩短数据传输时间,为用电信息数据的及时获取提供保障,改善用电信息采集系统的工作效率。     

基于LZO算法的嵌入式高速无线数据采集系统

针对油田现场应用中对高速无线数据采集系统的需求,构建了基于ARM的嵌入式无线数据采集硬件平台,采用了STM32系列ARM作为系统的控制核心,并在该平台上实现了LZO数据压缩算法.LZO算法具有高压缩率低、RAM占用率的特点,有效的降低了系统的数据传输量.同时在数据流处理方面,充分利用STM32系列ARM的内部资源,根据...     

利用FPGA实现LZW算法的研究

LZW算法是一种基于字典模型的数据无损压缩算法,该算法具有自适应特点,解压时无需同时传送字典,且原理简单,较适合于硬件实现。本文根据LZW算法原理,利用FPGA芯片内部的RAM资源构成输入数据流的缓存器和字典存储器,结合较简单的字典管理策略,用单片FPGA实现了实时无损压缩算法,并给出其内部模块组成及工作流程。经过仿真及相关实验,结果表明该算法的FPGA实现能获得较好的压缩比和压缩速度,并且占用逻辑资源少,通用性好。     

阵列导波检测数据分段式混合压缩算法研究

针对阵列导波检测中形成的大量数据对后续传输与存储所构成的挑战,本文提出了一种分段式混合压缩算法。基于损伤散射信号的高幅值及相关性特征,将检测数据划分为高、低保真段两部分。在高保真段设计了LOPCM无损压缩方法,在低保真段则应用JPEG有损压缩算法,以此兼顾压缩比与损伤信号的保真度。构建实验平台获取实测信号并实施压缩：对比验证了LOPCM方法的有效性;考察信号整体的误差指标,并结合重构数据成像结果,评估了分段式混合压缩算法对成像精度的影响。结果表明,该算法能够在保证损伤成像精度的基础上有效减少数据量,相较于仅采用无损或有损压缩能更好地满足阵列导波检测中对数据压缩的需求。     

广域测量系统数据在线无损压缩算法

广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)中,相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)上传数据频率为100Hz,存储占用空间和写入速度对系统要求很高。旋转门(swing door trending,SDT)压缩算法在保留原始数据足够精度的条件下,压缩效率低,Huffman编码压缩计算时间长,难以适应WAMS实时数据的采样速度。文中给出了一种WAMS实时数据在线压缩算法：对原始数据做初等变换,只保存过程数据的增量,浮点(float)型数据分解为单字节存取,用改进的LZW(Lemple-Ziv-Welch)算法实现WAMS过程数据的在线无损压缩。6 000个连续实时数据压缩计算时间为16 ms,压缩比小于30%,可以满足电力系统分析计算对过程数据的要求。工程实践表明,该算法有效可靠,可满足WAMS实时数据的存储要求。     

基于整数小波变换的Ray-Period压缩算法

为解决基于传统小波变换的数据压缩方法存在的问题,在深入分析整数提升过程的基础上,提出了一种基于整数小波变换的Ray-Period压缩算法。该算法针对电力数据的特点,根据整数小波变换多分辨率分析的特性,将原始数据变换到小波域,以使变换后的信号能量主要集中在低频系数上,而后采用无损的Ray-Period压缩算法处理低频数据,采用改进的阈值压缩算法处理高频系数,并采用新的位图压缩算法处理阈值压缩后元素值超过3.125%时的非零元素。采用实际数据进行压缩,该算法的能量恢复系数优于10-4,压缩比小于6.39%,速度比传统的小波变换压缩算法提高了近1倍。     

基于模式相似度和LZW压缩编码的电能质量数据压缩方法

针对电能质量数据多数情况下具有周期性、对称性、奇偶性等特点,提出了一种基于模式相似度和LZW压缩编码的电能质量数据压缩处理方法.在该压缩算法中,利用模式相似度归一化距离测度良好的畸变识别能力,对畸变和非畸变数据分别进行无损和有损压缩;合理引入LZW编码压缩,进一步提高算法的压缩比.依据IEEE电能质量标准,在MATLA...     

基于一发多收线圈阵列的频域电磁法未爆弹探测技术

为了实现未爆弹目标的高效探测及定位,开发了一种小回线激励-阵列式线圈接收的主动电磁探测系统。采用偏心结构的收发线圈配置,实现了一次场的对消。通过接收线圈阵列排布,有效地提高了系统探测效率。提出了一种基于阵列线圈响应差分比较的未爆弹目标水平位置定位方法,并实验验证了可行性。研究结果表明,探测系统对于典型环状金属柱体的探测深度达到1 m,定位方法的计算值与真值误差在3.76 cm,实现了对未爆弹目标的准确探测和定位。     

LZ77在PHM数据采集系统中的应用研究

在基于DSP的PHM数据采集系统中,大量冗余数据会给系统的数据传输、存储和处理带来负担,严重影响系统性能.针对这一问题,在分析了常用的无损压缩算法后,采用了LZ77压缩算法对采集到的数据进行压缩.压缩过程中,压缩效率与压缩比是一对矛盾.因此,算法在实现过程中采用了可变滑动窗口来兼顾两者,使整体压缩效果最优.结果表明,该...