[發明專利]基于直流載波的井下雙向通信系統

在審

• 申請號: 202010762711.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN113014290A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳勁;朱紅利;白玉新;佟穎;李雪;張鶴軒;靳上
• 申請（專利權）人: 拓小拓科技（天津）有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L27/12;H04L27/14;H04L29/06
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

1.一種基于直流載波的井下雙向通信系統，其特征在于：包括數據轉發模塊、下行數據分析及重組幀模塊、本地執行模塊、第一直流載波調制模塊、交直流轉換單元、第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第一直流載波解調模塊、上行數據分析及重組幀模塊、以及終端單元；

所述交直流轉換單元：用于將交流電源轉化成直流電源輸出給第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊；

所述數據轉發模塊：與上位機連接，實現數據的發送和接收，并存儲數據；

所述下行數據分析及重組幀模塊：通過下行數據分析及重組幀模塊對數據轉發模塊發送過來的數據進行分析，若為本地執行數據幀則將數據幀發送給本地執行模塊，若為終端數據幀，則需要重新組幀，在數據幀加上傳輸導引幀頭和校驗幀尾，然后轉發到第一直流載波調制模塊；

所述第一直流載波調制模塊：用于對下行數據分析及重組幀模塊輸送過來的終端數據幀進行頻移鍵控調制；

所述第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊：下行數據發送時，將第一直流載波調制模塊頻移鍵控調制的信號加載到直流源上，傳送至井下的終端單元；接收上行數據時，通過檢測校驗數據幀來判斷是否接收到終端單元發送來的上行的直流載波信號，若收到，則將該直流載波信號進行分離，并將分離出的通信信號發送給第一直流載波解調模塊；

所述第一直流載波解調模塊：用于對接收的通信信號進行解調，并將解調后的數據幀發送至上行數據分析及重組幀模塊；

所述上行數據分析及重組幀模塊：一方面，用于分析第一直流載波解調模塊發送過來的數據幀，檢測數據幀中是否含有傳輸導引幀頭和校驗幀尾，若有則將數據幀中的傳輸導引幀頭和校驗幀尾去掉，將數據幀重組，然后傳輸到數據轉發模塊，再由數據轉發模塊進行存儲；另一方面，用于將本地執行模塊反饋的數據傳輸到數據轉發模塊，再由數據轉發模塊，在提鉆之后交給上位機處理；

所述本地執行模塊：用于執行本地執行數據，以及向上行數據分析及重組幀模塊反饋數據；

終端單元：包括第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊、第二直流載波解調模塊、終端主控模塊和第二直流載波調制模塊；

第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊：第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊與第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊通過電纜連接，通過檢測校驗數據幀來判斷是否接收到第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊發送過來的下行的直流載波信號，若收到，則將該下行直流載波信號進行分離，分離成直流源和通信信號，并將分離出的通信信號發送給終端單元的第二直流載波解調模塊，將分離出來的電源為終端單元中的各模塊進行供電；上行數據發送時，第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊將終端單元的第二直流載波調制模塊頻移鍵控調制的信號加載到直流源上，傳送至第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊；

第二直流載波解調模塊：用于將第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊發送過來的信號進行解調，解調后的數據發送給終端主控模塊；

終端主控模塊：接收第二直流載波解調模塊發送的數據，根據相應的指令完成指定的任務，并進行消息的反饋，將反饋數據發送到第二直流載波調制模塊；

第二直流載波調制模塊：將終端主控模塊的反饋信號進行頻移鍵控調制。

2.根據權利要求1所述的基于直流載波的井下雙向通信系統，其特征在于：本系統采用半雙工通信方式，第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊向下發送下行數據時，第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊不會向上發送上行數據，第二可調制直流電源輸出及數據處理模塊向上發送上行數據時，第一可調制直流電源輸出及數據處理模塊不會向下發送下行數據。

3.根據權利要求1所述的基于直流載波的井下雙向通信系統，其特征在于：交直流轉換單元輸入端與泥漿發電機模塊連接。