[發明專利]基于單芯電纜的全雙工通信方法

無效

• 申請號: 201110426206.7
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102510326A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 孫國鼎;李曉東;胡森強;陳亮
• 申請（專利權）人: 西安思坦儀器股份有限公司
• 主分類號: H04L5/14
• 分類號: H04L5/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本發明屬通信領域，涉及一種數據交互方法，尤其涉及一種井下儀器在同地面數控相互連接以及儀器與儀器之間通訊的基于單芯電纜的全雙工通信方法。

背景技術

在測井技術上，成像測井技術對油井全方位、多角度測量，可以直觀的了解井下狀況，給測井解釋帶來極大方便。但是成像測井需要傳輸的數據量較大，給數據傳輸帶來很大的不便。有些簡單儀器直接加電或者調節電壓就可以工作，而有些復雜的儀器需要通過地面控制井下儀器，保證井下儀工作在預定的狀態下。

為了測量多個參數，可以將所需各個井下儀掛接在一起，同時下井。在設計上，就需要測井儀器接收地面命令控制各個儀器的工作狀態。各個井下儀之間連接要簡單可靠，倘若井下儀之間靠多芯接頭連接，連接點多，結構復雜，儀器接頭長等不足之處。若將信號直接耦合在儀器電源線上傳輸，儀器可以單獨工作，也可以通過單芯插頭連接起來一起下井測試。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種井下儀傳輸數據的出錯率低、地面的低頻命令和井下儀的高頻數據同時傳輸以及地面實時控制井下儀器的基于單芯電纜的全雙工通信方法。

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種基于單芯電纜的全雙工通信方法，其特殊之處在于：所述基于單芯電纜的全雙工通信方法包括以下步驟：

1)地面數控構建需要向井下儀器發送的命令；

2)地面數控將已經構建好的需要向井下儀器發送的命令耦合到電纜上并通過電纜發送至井下儀器；

3)井下儀器接收到來自地面數控發來的命令后構建需要向地面數控發送的數據；

5)井下儀器將已經構建好的需要向地面數控發送的數據通過高耐壓的電容隔斷直流以后以正負脈沖形式耦合到電纜上并通過電纜發送至地面數控。

上述步驟2)的具體實現方式是：

2.1)地面數控將已經構建好的需要向井下儀器發送的命令轉化為低頻正弦波信號，轉化過程見圖1，電平信號通過運放的微分、濾波、放大等運算使方波信號變為正弦信號；所述需要向井下儀器發送的命令是低頻的TTL電平信號；

2.2)將步驟2.1)所得到的低頻正弦波信號耦合(由于命令是低壓信號，電纜上是高壓，通過分壓、穩壓、拉低電纜電壓的方式使發送的命令在電纜上呈現出原來正弦波的樣子，部分電路如圖2所示：)到電纜上。

上述步驟3)的具體實現方式是：

所述井下儀器將低頻正弦信號解調為井下儀器的單片機可識別的R232電平信號，判斷正確以后再構建需要向地面數控發送的數據。

上述基于單芯電纜的全雙工通信方法在步驟3和步驟5)之間還包括：

4)判斷井下儀器是否是單個，若是，則直接進行步驟5)；若否，則查看與地面數控通信的電纜是否處于空閑，若是，則直接進行步驟5)；若否，則等待與地面數控通信的電纜處于空閑后再進行步驟5)。

上述基于單芯電纜的全雙工通信方法在步驟3和步驟5)之間還包括：

4)判斷井下儀器是否是單個，若是，則直接進行步驟5)；若否，則查看與地面數控通信的電纜是否處于空閑，若是，則直接進行步驟5)；若否，則通過比較器取出曼碼信號，捕獲脈沖信號后以曼碼格式解出其他井下儀器需要向地面數控發送的數據后，通過定時器加上適當延時，確定無其他數據后，進行步驟5)。

上述由地面數控構建需要向井下儀器發送的命令包括命令的頭、命令字、命令的尾以及校驗位；所述命令的頭以s開頭；所述命令的尾以e結尾。

上述由井下儀器構建的需要向地面數控發送的數據包括用于地面數控識別確定儀器類型和傳輸的數據量的命令體以及由用于向地面數控傳輸井下儀器實際采集各種參數的實測值的數據體。

上述命令體包括命令頭以及命令字；所述數據體包括數據頭以及數據位；所述命令字和數據位均是二進制數據組成；所述命令頭的脈沖寬度是命令字的脈沖寬度的二倍；所述數據頭的脈沖寬度是數據位的脈沖寬度的二倍；所述命令頭的脈沖是正脈沖；所述數據頭的脈沖是負脈沖。

上述命令體還包括設置在命令字尾端的奇校驗和結束位或偶校驗和結束位；所述數據體還包括設置在數據位尾端的奇校驗和結束位或偶校驗和結束位。

本發明的優點是：

1、地面實時控制井下儀器，井下數據實時反映儀器的工作狀況，便于地面了解和控制各個儀器。

2、地面的低頻命令和井下儀的高頻數據同時傳輸，互不影響。外加低通和高通使井下儀接收低頻命令，地面接收高頻數據，儀器接收其他儀器的高頻數據，獨立工作。