基于单片机的遥测系统图像数据传输技术研究

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1、基于单片机的遥测系统图像数据传输技术研究作者姓名王勇安导师姓名、职称张大兴副教授一级学科控制科学与工程二级学科控制理论与控制工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1204122070分类TN82号TN91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于单片机的遥测系统图像数据传输技术研究作者姓名：王勇安一级学科：控制科学与工程二级学科：控制理论与控制工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：张大兴副教授提交日期：2014年12月ResearchonImageDataTransmissionofTelemetrySystembasedonS

2、ingleChipMicrocomputerAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByWangYonganSupervisor:AssociateProf.ZhangDaxingDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

3、中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制

4、手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着测井技术的更新换代，遥测系统图像数据传输技术也得到了飞速发展。越来越大的来自井下的图像数据要实时而又准确地传输至地面系统，这对测井电缆的数据传输速率提出了更高的要求，从而促进了高速数据传输系统的开发与研制。传统的曼彻斯特等编码调制方式，传输速率偏低，难以达到图像数据传输的实时性要求。正交频分复用（OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技术利用

5、子载波间的正交性很好地解决了频带利用率和码间干扰问题，抗干扰能力和自适应能力较强，使得高速数据传输能够在带宽有限的单芯测井电缆上实现。本文主要进行了基于STM32系列单片机的遥测系统图像数据传输技术的研究工作，为今后的生产及应用提供了一定的理论依据。本文所设计的遥测图像数据传输系统以OFDM技术为核心，主要分为井下编码调制和地面解码解调两个部分，前者负责把采集的井下图像数据进行相应的编码调制处理，然后通过电缆驱动接口发送到单芯测井电缆；后者则负责把接收到的数据进行相应的解码解调处理，最终恢复出原始的图像数据。本文所做的工作总结如下：1.介绍了遥传测井数据传输技术的研究背

6、景，并对目前国内外研究现状及存在的问题进行了简要的描述及分析，进而说明了本课题研究的意义。2.介绍了目前遥传测井上常用的单芯和七芯测井电缆，并着重分析了本系统用到的单芯测井电缆的传输特性，在此基础上介绍了几种主要编码传输技术，经对比选定正交频分复用（OFDM）技术作为本系统设计的核心。3.详细介绍并分析了OFDM技术原理，在此基础上确定了本系统设计所需的与OFDM符号相关的重要参数，并提出了基于OFDM技术的遥测图像数据传输系统的基本机构。4.对目前流行的高性能单片机STM32做了详细的介绍和分析，并选择了性能优良的STM32F407作为本系统的主控芯片，将整个遥测图像

7、数据传输系统硬件部分分成系统电源和时钟模块、D/A和A/D转换模块，以及JTAG接口模块、摄像头接口模块、外扩MicroSD存储接口模块和串口模块，完成了各个模块的硬件设计。5.对OFDM调制解调算法进行了详细的分析，完成了相关模块的软件设计并在VC++环境下进行了软件仿真，最后完成了在STM32F407开发板上的OFDM调制解调系统软件部分的整体仿真工作。I西安电子科技大学硕士学位论文关键词：测井技术，传输速率，正交频分复用，单片机论文类型：应用基础研究类IIABSTRACTABSTRACTWiththeupgradingofwell-