基于单片机的MID-K存储式测井系统设计(含电路原理图,程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文20000字,程序,答辩PPT)
摘 要
MID-K存储式测井系统是在俄罗斯多层管柱电磁探伤成像测井仪MID-K的基础上挂载本文所述的存储系统实现的一种存储式测井。该系统可用于对单柱、多柱结构的石油、天然气及其它井中套管和油管进行损伤技术状况监测。
系统由上位机软件、深度同步系统、井下存储系统三部分组成。井下存储系统使用ATmega88单片机开发，负责将MID-K系统回传的曼彻斯特编码信号进行实时解码，将解码后的数据存入耐高温的N25Q256A存储芯片中。深度同步系统使用AT89C51单片机开发，在井下存储系统存储测井数据时会实时向上位机软件发送深度数据，上位机软件每秒记录一组“深度-时间”数据。上位机软件使用Visual Studio 2010（C#）开发，上位机软件具有同步授时、深度还原、初始化井下存储系统、读取数据、生成测井解释文件等功能。
关键词：MID-K；存储式测井；ATmega88；AT89C51；N25Q256A
Abstract
MID-K Memory-logging System is a memory-logging, which is memory system that the paper described mounted on the Russian Multi-column Electromagnetic Inspection Tomography Logging Tool(MID-K).The system can be used for monitoring the damage technical condition of single-column, multi-column oil well, gas well and other well casing and tubing.
The system consists of three parts, which including the Host Computer Software, the Depth Synchronization Systems, and the Underground Memory System.The Underground Memory System is controlled by using ATmega88 microcontroller. It is responsible for decoding the Manchester encoded signal sent by the MID-K systemin real-time，and storing the decoded data into N25Q256A memory chip, which can work in high temperature.Depth Synchronization Systems is controlled by using AT89C51 microcontroller.It will send depth data to the Host Computer Software in real-time during the Underground Memory System in process.And the Host Computer Software will record a depth-time data per second.The Host Computer Software is programmed by Visual Studio 2010 (C#), where time service and depth recovery can be recorded. At the same time, the Underground Memory System is initialized, and well log interpretation files functions is generated while well logging data is being reading.
Key words：MID-K；Memory-logging；ATmega88；AT89C51；N25Q256A
本文主要研究在高温、高压下的恶劣环境下的存储式测井技术。MID-K存储式测井仪研制的关键技术在于如何降低系统功耗。本文针对测井仪的工作环境进行分析研究之后，确定了测井仪的性能指标，并以这些指标为基础，以最大限度的降低仪器功耗、简化电路、提高稳定性及测量精度、减小体积为原则，完成了仪器硬件电路设计、下位机软件设计和上位机软件构建，并对所设计的样机硬件电路及软件平台的功能进行了调试，对产品做了应用验证。
综合本文，主要分以下章节阐述本文的主要研究内容：
第一章分析了MID-K存储式测井仪的国内外研究现状及发展趋势，论证了研制新型存储式MID-K测井仪的必要性。
第二章在分析存储测试系统任务和技术指标基础上，根据系统的设计原则，提出了总体设计方案。
第三章介绍了系统的资源构成及硬件电路设计。
第四章详细介绍了系统下位机及上位机的软件设计。
第五章介绍了系统调试及其结论。
第2章 系统总体设计
MID-K存储式测井系统是基于俄罗斯MID-K测井仪的存储式测井技术，是存储式测井技术在这一领域的一个重要应用。井下温度高、压力大、检测环境复杂，因此在进行系统方案设计时应充分考虑仪器的使用条件，提出合理的性能指标与功能要求。本文是在对目前国内外测井仪的发展水平、被测介质的特点及其使用的环境做出了充分的了解和分析的基础上，设计实现了既能可靠地完成预期功能，又能达到低功耗、对油套管本体产生影响最小要求的MID-K存储式测井仪。
系统要求
该系统设计分为上位机、下位机两大部分。其中，上位机为装有平台管理软件的PC机；下位机包括深度同步系统、井下存储系统两部分。
上位机的平台管理软件具有方便、灵活、友好的人机界面，可设置仪器工作与通讯参数，有授时、同步深度、数据处理等功能。平台管理软件在测井开始前，对井下存储系统进行授时；在测井过程中，实时接收由深度同步系统回传的“深度-时间”数据；在测井结束后，读取井下存储系统中的数据，同步深度后生成测井解释文件MDK。
深度同步系统实现处理传感器数据，实时回传“深度-时间”数据，为还原深度做准备。
井下存储系统实现以下功能：在测井开始前，接收上位机平台管理软件的授时数据；测井进行中，解码MID-K回传的测井数据，并将数据与接收数据的时间点存入非易失性存储芯片中；测井结束后，将存储芯片中的数据发送回上位机平台管理软件。
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 论文的主要内容和结构 5
第2章 系统总体设计 6
2.1 系统的设计原则 6
2.2 系统要求及其性能指标 7
2.3 系统总体设计发方案 8
2.4 本章小结 9
第3章 系统硬件设计 10
3.1 深度同步系统硬件设计 10
3.2 井下存储系统硬件设计 14
3.3 本章小结 16
第4章 系统软件设计 17
4.1 深度同步系统软件设计 17
4.2 井下存储系统软件设计 19
4.3 上位机软件设计 23
4.4 本章小结 26
第5章 系统调试 27
5.1 井下存储系统接口电路调试 27
5.2 整体调试 27
5.3 本章小结 30
结论 31
参考文献 32
致谢 33
附录 34
附录1：井下存储系统原理图 34
附录2：深度同步系统源代码 35
附录3：模拟MID-K信号源代码 37
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