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基于MC9S12XEP100的旋轉磁場定向測距系統(tǒng)設計

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作者:唐露新 張強武 時間:2014-06-26 來源:電子產品世界 收藏
編者按:摘要:針對傳統(tǒng)基于地磁導向的連續(xù)測斜系統(tǒng)易受干擾以及慣性導航的陀螺測斜系統(tǒng)具有積分漂移誤差,難以滿足連通井導向定位高精度測量的需求,提出一種基于旋轉磁場閉環(huán)定向測距的系統(tǒng)方案,完成了該系統(tǒng)的硬件電路設計、軟件設計以及遠距離通訊協(xié)議設計,并進行了地面實驗。該測距系統(tǒng)由地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)組成;其中,井下系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)的采集、地面系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)接收和命令傳輸,系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)采用曼切斯特碼傳輸以提高精度降低誤碼率。

  導向測距的理論基礎是

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/248895.htm

  2 硬件電路設計

  系統(tǒng)硬件由井下測量系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)組成,其設計框圖如圖2所示。上位機(PC)通過串口發(fā)送命令給地面通信系統(tǒng);地面通信系統(tǒng)接收到命令后,通過1553通訊協(xié)議將接收到的命令轉發(fā)到井下測量系統(tǒng);井下測量系統(tǒng)接收到地面通信系統(tǒng),按照通訊協(xié)議進行相應處理,處理完成后返回相應數(shù)據(jù)包至地面通訊系統(tǒng)。正常工作采用1553協(xié)議通訊,地面通信系統(tǒng)和井下測量系統(tǒng)以曼徹斯特碼進行數(shù)據(jù)傳輸;調試時采樣串口通信協(xié)議。地面通信系統(tǒng)接收完井下傳輸?shù)臄?shù)據(jù),將其轉發(fā)給上位機PC處理。

  2.1 井上系統(tǒng)

  井上系統(tǒng)在上位機和井下測量系統(tǒng)中起承上啟下的作用。一方面用于轉發(fā)上位機命令;另一方面用于接收井下數(shù)據(jù)并進行解碼操作。其電路包括以為核心的單片機最小系統(tǒng)和以HD6408為核心的編解碼電路、信號加載和解調電路。其中,編碼信號加載至總線以及從總線上解調出曼徹斯特碼的電路如圖3所示。虛線左邊的電路用于將HD6408編解碼芯片產生的編碼信號BZO加載至總線LINE;右邊電路由兩個帶通濾波器組成,用于從總線LINE上解調出曼切斯特碼信號UDI,送入HD6408進行解碼操作。如圖3所示。

  2.2 井下測量系統(tǒng)

  井下測量電路包括:電源模塊、測量模塊、信號調理電路、A/D轉換、通信電路。電源模塊采用24V直流電壓輸入,經過LP2951穩(wěn)壓和濾波后得到15V、12V和5V;測量模塊包括磁場、重力加速度和溫度信號的測量;信號調理電路將測量的信號進行濾波和放大處理,降低噪聲干擾;A/D模塊采用24位高精度芯片AD7734將濾波放大后的數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換;通信電路主要包括RS232(調試)和1553通信。



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