基于zigbee的无线井地伪随机监测装置及监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102798895102798895B(45)授权公告日2014.11.26(21)申请号201210284837.4H04W84/18(2009.01)(22)申请日2012.08.12审查员潘聪(73)专利权人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人林君贾正森邱春玲朱凯光王佳李雪涛李亭亭李振峰石龙龙(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人王立文(51)Int.Cl.G01V3/20(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称基于zigbee的无线井地伪随机监测装置及监测方法(57)摘要本发明涉及一种基于zigbee的无线井地伪随机监测装置及监测方法。基于zigbee的无线井地伪随机监测装置，主机箱是由工控机通过USB连接控制单元和zigbee无线通讯单元，与zigbee无线采集单元1、2、3……N无线通讯，每个zigbee无线采集单元都设有GPS定位模块，发射电极经发射单元与控制单元连接构成。用伪随机作为发射波形，提高了测试的精度，伪随机序列具有无直流分量，它的相关函数接近白噪声的相关函数即有窄的高峰，易于从其它信号或干扰中分离，具有良好的抗干扰。采用无线采集方式，避免了复杂地形地貌对数据采集的影响，解决了部分方向采集不到数据的问题；采用GPS定位可以得到每一zigbee无线采集单元的准确坐标；为油田注水调刨提供了理论依据，减少了调刨的盲目性。CN102798895BCN1027985BCN102798895B权利要求书1/2页1.一种基于zigbee的无线井地伪随机监测装置，其特征在于，主机箱(1)是由工控机(3)通过USB连接控制单元(4)和zigbee无线通讯单元(5)，zigbee无线通讯单元(5)与zigbee无线采集单元1、2、3……N无线通讯，每个zigbee无线采集单元都设有GPS定位模块，发射电极(6)经发射单元(2)与控制单元(4)连接构成；所述的控制单元(4)是由zigbee无线通讯单元(5)经测试通道(7)、单片机(12)与工控机(3)连接，zigbee无线通讯单元(5)通过无线通讯经串并转换(8)、FIFO芯片(9)和单片机(12)与工控机(3)连接，单片机(12)经FPGA芯片(13)和FPGA芯片控制逻辑(14)与发射单元(2)连接，过压过流保护模块(10)和GPS同步模块(11)分别与单片机(12)连接构成；所述的发射单元(2)是由控制单元(4)经稳流单元(16)和IGBT发射桥路(17)与发射电极(6)连接，IGBT发射桥路(17)分别连接保护吸收单元(18)和电流采样单元(19)，控制单元(4)经大功率恒流电源(15)与IGBT发射桥路(17)连接构成；所述的zigbee无线采集单元是由校准模块(20)、信号通道(21)和接地电阻(22)分别经功能选择模块(23)、信号调理模块(24)、A/D采集模块(25)、FIFO芯片(26)和微控制器(27)与zigbee无线通讯模块(30)通讯，微控制器(27)分别连接GPS(29)和功能选择模块(23)，微控制器(27)经CPLD芯片(17)和A/D采集模块(13)与RAM存储芯片(18)连接，CPLD芯片(31)与FIFO芯片(26)连接构成。2.一种基于zigbee的无线井地伪随机监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：a、首先根据被测井资料计算并确定被测井的靶心位置；b、以靶心位置为圆心，在地面铺设发射电极A和无穷远电极B，电极A接在被测井上，尽量将电极B接在1500米之外的另一井口上，铺设完毕后测量电极A与电极B之间接地电阻，并计算最大的发射电流；c、铺设采集单元，通常至少铺设三圈不极化电极，以靶心为中心，在以50米为半径的圆周上铺设第一圈不极化电极，在半径上每增加50米铺设一圈不极化电极，以此类推，直到最外一圈不极化电极的半径等于井深的1/5—1/10为止；根据井斜和地貌特征，通常按圆心角5-20°间隔确定每圈不极化电极的铺设个数，以正北方向为第一通道，逆时针等弧度铺设第一圈，按第一圈的铺设方式铺设剩余圈各圈的不极化电极；不极化电极通过导线与zigbee无线采集单元连接，每两圈不极化电极之间铺设一圈zigbee无线采集单元，即zigbee无线采集单元的圈数等于不极化电极的圈数减1；第一圈不极化电极和第二圈不极化电极分别与铺设的第一圈zigbee无线采集单元连接，第二圈不极化电极和第三圈不极化电极分别与铺设的第二圈zigbee无线采集单元连接，以此类推，直至到最外一圈不极化电极和最外第二圈不极化电极分别与铺设的最外一圈zigbee无