Аннотация

В данной работе разработан прототип устройства для передачи информации по длинным линиям связи, разработана принципиальная схема устройства на основе микроконтроллера STM32 и описан принцип работы устройства.

В ходе работы использовались различные методы, в том числе разработка специализированного программного обеспечения и аппаратных компонентов для передачи информации.

Результаты работы представлены в виде разработанной схемы передачи данных по длинным линиям связи. Система может быть успешно использована в нефтяных скважинах, обеспечивая более высокую скорость передачи данных по сравнению с существующими методами.

Уникальность проекта заключается в создании отечественной системы, которая позволяет повысить скорость и надёжность передачи данных из нефтяных скважин.

Summary

In this work, a prototype of a device for transmitting has been developed, and a schematic diagram has been developed. devices based on the STM32 microcontroller and the principle of operation of the device is described.

Various methods were used in the course of the work, including the development of specialized software and hardware components for information transmission.

The results of the work are presented in the form of a developed data transmission scheme over long communication lines. System can be successfully used in oil wells, providing a higher data transfer rate compared to existing methods.

The uniqueness of the project lies in the creation of a domestic system that improves the speed and reliability of data transmission from oil wells.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Обзор существующих методов передачи информации из нефтяных скважин 6

1.1 Требования к каротажному кабелю 6

1.2 Краткая история развития нефтяной промышленности 7

1.3 Время-импульсная модуляция 8

1.4 Передача с использованием стартового и информационного импульса 9

1.5 Фазовая манипуляция 9

1.6 Амплитудные виды модуляции 10

1.7 Амплитудно-фазовые виды модуляции (QAM) 12

1.8 Частотные виды модуляции 13

2 Выбор и разработка структурных и функциональных схем системы передачи данных. 15

2.1 Анализ технического задания 15

2.2 Разработка структурной схемы 15

2.3 Разработка функциональной схемы 17

3 Расчёт системных параметров 19

4 Разработка принципиальной схемы системы связи 24

4.1 Разработка модулятора 24

4.2 Разработка фильтра нижних частот 26

4.3 Разработка усилителя. 27

4.4 Разработка полосового фильтра. 29

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 33

Введение

Для мониторинга состояния нефтяных скважин требуется передача данных от датчиков, установленных на скважинном оборудовании, по каротажным кабелям. Длина этих кабелей может достигать нескольких километров.

В настоящее время в отрасли используются традиционные методы передачи данных, основанные на кодировании сигналов по методу Манчестер. Однако эти методы имеют низкую скорость передачи данных. Данная работа посвящена разработке прототипа устройства для передачи информации по длинным линиям связи. Эта система призвана обеспечить эффективный и быстрый метод передачи информации из нефтяных скважин.

В этой работе рассматривается возможность повышения эффективности и надёжности передачи информации от датчиков в процессе исследования скважин.

Кроме того, уникальность предлагаемой системы заключается в том, что благодаря использованию передовых технологий и компонентов, система сможет передавать данные от датчиков в скважинах быстрее и с меньшим количеством ошибок.

Компетенции, формируемые в результате прохождения практики:

ПК-1 Способность выполнять математическое моделирование объектов и процессов по типовым методикам, в том числе с использованием стандартных пакетов прикладных программ;

ПК-2 Способность реализовывать программы экспериментальных исследований, включая выбор технических средств и обработку результатов;

ПК-3 Способность выполнять расчет и проектирование деталей, узлов и устройств радиотехнических систем в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования;

ПК-4 Способность осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;

ПК-5 Способность разрабатывать цифровые радиотехнические устройства на современной элементной базе с использованием современных пакетов прикладных программ;

ПК-6 Способность разрабатывать интеллектуальные устройства радиотехнических систем с определением их принципов действия, структур и технических требований на отдельные блоки и элементы.

Календарный график прохождения практики:

№ п/п	Срок выполнения этапов прохождения практики	Наименование этапов прохождения практики	Краткое содержание выполненных работ
1.	20.04.2025 – 26.04.2025	Организационно-подготовительный этап	Разработка индивидуального задания и календарного плана выполнения выпускной квалификационной работы. Разработка индивидуального задания и календарного графика прохождения практики Изучение нормативных документов, регламентирующих трудовую деятельность. Ознакомление с требованиями к выполнению и защите выпускной квалификационной работы. Ознакомление с требованиями к оформлению пояснительной записки к выпускной квалификационной работе и выполнению графического материала
2.	27.04.2025 – 21.05.2025	Основной этап	Выполнение индивидуального задания
2.1.	27.04.2025 – 01.05.2025		Проведение литературно-патентного обзора по теме выпускной квалификационной работы
2.2.	02.05.2025 – 05.05.2025		Выбор и обоснование структурной схемы разрабатываемой системы (устройства)
2.3.	06.05.2025 – 09.05.2025		Расчет системных параметров и выработка требований к измерительному каналу
2.4.	10.05.2025 – 13.05.2025		Разработка функциональной схемы системы (устройства)
2.5.	14.05.2025 – 17.05.2025		Разработка принципиальной схемы. Оценка результирующей погрешности
2.6.	18.05.2025 – 21.05.2025		Выполнение графического материала
3.	22.05.2025 – 31.05.2025	Заключительный этап	Подготовка и оформление выпускной квалификационной работы. Подготовка и оформление отчета по результатам прохождения практики. Подготовка и представление доклада по результатам прохождения практики.
4.	01.06.2025 – 02.06.2025	Промежуточная аттестация по практике	Защита отчета по прохождению практики.