基于嵌入式的地震检波器特性测量技术研究

基于嵌入式的地震检波器特性测量技术研究

论文摘要

检波器测试仪是一个涉及多项物理量值和具有多项技术参数测试功能的石油物探专用计量器具。本文详细介绍了地震检波器测试系统所基于的测量原理,论述了对比测量法、傅立叶变化法、恒定电压测量等方法,给出了各物理量的测量计算方法;分析了测试系统所使用的声场以及各种环境噪声对测量结果的影响。对地震检波器测试系统结构原理进行了分析,从软、硬件设计两个方面对测试系统在总体上进行了论述,对激励信号源、数据采集模块、交流阻抗测量模块进行了详细的介绍,同时构造了系统的软件三层体系结构。在对SAMSUNG公司的嵌入式32位ARM芯片S3C2410深入研究的基础上,以其为主控CPU,结合大容量的SDRAM、NANDFLASH、彩色LCD、USB、WinCE操作系统等新技术,对检波器测试系统的硬件和软件系统进行了设计,对声场进行了分析,满足了测量范围广、体积小、功耗小、抗干扰、网络化等设计要求,并且具有窗口式显示形式,可以方便的进行仪器的配置和校准。文中的电路在研发过程中均亲自调试过,具有很强的参考应用价值,可重复实现,对今后类似项目的开发有十分重要的参考价值,很多电路可直接应用,可以节省大量的开发时间,提高效率。为了提高测试系统的软件系统的多任务和稳定性,对嵌入式实时操作系统WinCE进行了深入研究,将其移植到32位ARM芯片S3C2410系统中,在此基础上,构建了本系统的软件体系。整个软件体系分为三大部分:驱动程序层、操作系统层和任务程序层,从而大大提高了系统的稳定性和可靠性,成功的实现了一系列在单任务下不可能实现的功能。最后对整个测试系统的研究进行了总结,并对测试系统的未来发展进行了展望。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景意义
  • 1.2 嵌入式技术及未来仪器发展方向
  • 1.2.1 嵌入式技术概述
  • 1.2.2 未来仪器发展方向
  • 1.3 研究工作概要及工作安排
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 主要研究工作
  • 1.3.3 论文主要创新点
  • 1.4 本章小结
  • 第二章 地震检波器测试系统的测量原理及声场实现与分析
  • 2.1 地震检波器概述
  • 2.2 压电检波器原理
  • 2.3 压电检波器测试原理
  • 2.3.1 对比测量法原理
  • 2.3.2 恒定电压测量法
  • 2.3.3 交流阻抗测量
  • 2.3.4 测量环境
  • 2.4 声场分析与实现
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 地震检波器测试系统的总体设计
  • 3.1 系统总体结构
  • 3.2 系统硬件设计
  • 3.2.1 主控制器及外围电路
  • 3.2.2 激励信号源
  • 3.2.3 数据采集模块
  • 3.2.4 交流阻抗测量电路
  • 3.4 系统软件概述
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 ARM嵌入式硬件技术的研究及其应用
  • 4.1 S3C2410性能简介
  • 4.2 设计方案比较
  • 4.3 硬件系统的设计实现
  • 4.3.1 处理器及外围电路
  • 4.3.2 电源电路
  • 4.3.3 时钟电路
  • 4.3.4 存储系统设计
  • 4.3.5 SDRAM接口电路
  • 4.4 高速PCB设计——鉴于高速PCB所采取的措施
  • 4.4.1 BGA引线
  • 4.4.2 电源、地线的处理
  • 4.4.3 电磁兼容性设计
  • 4.4.4 去耦电容配置
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 嵌入式操作系统 Wince的设计
  • 5.1 WinCE系统与通用Windows系统的区别
  • 5.2 Platform Builder简介
  • 5.3 WinCE系统的定制
  • 5.4 Bootloader定制
  • 5.5 系统模块的定制
  • 5.6 测试系统的软件界面及测试结果分析
  • 5.6.1 测试系统的软件界面
  • 5.7 本章小结
  • 第六章 系统性能及误差分析
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 硕士在读期间的研究成果
  • 相关论文文献

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