在油井开采过程中,常常需要对井下的温度、压力、流量等参数进行实时监测,用以控制采油过程。本论文就此问题提出了一种新的井下数据传输方案,即利用电力线载波通信技术通过油井中电力线实现数据的传输。 电力线复杂的信道特性是实现数据传输的主要障碍,本论文首先对低压电力线传输特性进行了讨论,分析了电力线的阻抗特性、衰减特性和干扰特性。文中根据我们的研究背景,提出了油井中低压电力线信道的简化模型,并对油井中电力线信道特性进行了仿真研究。由于扩频技术具有优越的抗干扰,抗衰减性能,在电力线载波通信中采用扩频通信技术则可以大大提高通信的可靠性,并且井下数据传输对数据率要求不高,使用扩频方式更为适合。文中对直扩系统的优越性及抗窄带正弦干扰性能进行了仿真研究。在此理论基础上,本论文开发了基于电力线扩频载波的井下数据传输系统,系统主要由微控制器AT89C51和扩频载波通信芯片SC1128组成,包括有上位机系统和下位机系统两个主要部分。下位机系统将采集的井下传感数据经过扩频载波芯片扩频调制后发送到电力线上,数据由上位机系统经扩频载波芯片解扩解调后接收,并上传给PC机,最后通过PC机人机界面观察传感数据曲线图。 为进一步提高通信系统的可靠性,确保数据可靠的传输,提高系统的抗干扰性并减少误码率,在系统中我们采用差错控制中的前向纠错(FEC)技术。本论文对(31,16)BCH码的纠错能力进行了仿真研究,并对该码的编译码算法进行了软件实现。本文还提出了油井监控网方案,并制定了相应的通信协议。 本论文完成了系统的硬件设计、制作和调试,软件的编程和调试,该系统样机在实验室条件下得到实验验证。