论文部分内容阅读
本文研究了基于ARM微处理器和VxWorks实时操作系统的网络化嵌入式数据采集系统体系结构及实现方式，并在网络化随钻测井数据采集与处理系统中设计实现，系统已成功进行了现场试验。网络化随钻测井数据采集系统的思路，是把随钻测井数据采集系统与计算机网络相结合，构成信息采集、传输、处理和应用的综合网络。系统结构符合信息化发展的要求，是具有信息时代特点的新思路。系统设计采用分布式的结构，由现场数据采集部分负责实时数据采集与预处理，由现场操作控制计算机负责数据的处理、显示、绘图、记录、远程传输、解释与评价等任务。软件设计采用面向对象的设计思想和软件工程的方法，充分发挥面向对象设计的封装性、继承性和多态性的特点。研究内容及取得的主要成果如下：1)随钻测井数据采集系统的需求分析及体系结构设计。通过详细分析对随钻测井地面系统功能和性能的需求，提出了网络化的嵌入式数据采集系统的体系结构。系统硬件采用ARM微处理器，软件采用VxWorks实时操作系统。针对随钻测井应用的需要，把该体系结构用于随钻测井地面系统的开发中，分析了系统的组成和实现方式，并设计了系统的数据流图。2)设计实现了基于ARM微处理器的32位嵌入式数据采集系统，并成功应用于随钻测井的数据采集中。根据传感器采集的信号形式及泥浆脉冲传输格式，设计了信号的预处理电路、ARM微处理器及其外围电路。设计开发了由CPLD控制的数据采集系统，实现了由硬件控制的连续实时数据采集和数据处理，提高了系统的信号采集和处理能力。3)基于VxWorks实时操作系统的嵌入式实时多任务采集软件的研究与设计。设计了S3C44B0XARM微处理器的BSP软件包，从而完成了VxWorks操作系统到该微处理器的移植。在此基础上研究设计了随钻测井嵌入式实时多任务采集软件，实现了基于客户/服务器模式的实时采集系统软件框架。4)研究设计了基于以太网的网络化数据采集与处理系统，实现了本地和远程的网络化数据采集与传输。通过网络技术的集成，系统可以随时随地与网络进行连接，实现资源共享。5)地面系统软件的面向对象分析、面向对象设计与面向对象编程实现。