远距离数据传输 - 双向远程控制试井系统研究

　　系统所选通讯接口控制器是一个高度集成化的收发器和信道存取接口，采用扩频载波(Spread Spectrum Carrier)技术，适用CEBus接口标准，具有很强的抗干扰能力。通信物理层采用振幅移位键控(ASK)和反相键控(PRK)两种载波调制方式，如图3所示，其中ASK调制用于信息包的前同步码，分别由高电平、低电平表征chirps的有无。已编码数据段采用PRK调制方式，利用相差180°的两种相位S1、S2对所传数字信号进行编码表示。数据帧中“0”和“1”分别用与载波同相和反相的信号来调制、传送，PRK调制能够与信号标志位保持良好的相关性并能很好地进行跟踪，在该环境下长线传输性能明显优于ASK，实际可实现9.6kbps的传输速率，很好地满足实际实时操作的需求。

　　实际通信模块实现原理及过程描述：模拟通信信号首先进入扩频处理模块，然后经缓存放大及ADC转化为数字信号。对输入信号的数字处理包括采用匹配滤波对扩频载波chirps进行相关检测，并追踪已接收到的信号。将接收到的信号信息经由特定数字信号处理电路传输至逻辑接口进行解码，按照已制定通信协议分配并最终分组传输至主处理模块进行处理。扩频处理后的模拟信号经功率放大模块放大输出并最终耦合至无线发射天线，完成无线信号的发射和接收功能，图4所示即为无线发射接收模块示意图。

　　3 数据采集与处理

　　3.1 压力计理论模型

　　压力计作为井下油气参数数据的主要采集单元，其特性会对试井分析产生直接的影响，为了确定和评价这种影响的程度，现在比较常用的方法是采用计算机模拟分析法(也称转换函数法)，在本文介绍的方法中建立了一个压力计的理论模型。该模型是基于已有的压力计性能规格、测试质量控制和通用压力传感器的基本物理学原理，主要应用于评估包括温度响应、噪声和非理想电子压力设备对数据处理的影响。

　　3.1.1 压力计转换函数

　　压力计转换函数从数学上描述了压力计测试的全过程，建立了压力温度输出响应与输入压力温度间的关系。如果压力计传感器和数据处理都是理想的，就会产生精确代表每时刻被测压力P(t)所对应的输出r(t);如果压力计不是理想的，那么，测量值就会含有短期漂移、长期漂移和噪声等误差。

　　对于压力计，其输出r(t)与已知的压力和温度之间的关系可以表示为：

　　r(t)=g[P(t)，T(t)，压力计参数]

　　这里g[]为压力计转换函数，它提供了静态和动态关系的数学描述，即它给出了已知输入和压力计参数去计算压力计输出的规则，另外它还可以用一种一致合理的方法来定义压力计规格和质量控制参数。