[发明专利]SIIS 2级传感器的偏距延长器

说明书

技术领域

本发明涉及增加水下传感器的最大偏距的方法，所述水下传感器符合海底仪器接口标准(SIIS)2级(例如CAN总线容错)，连接到海底模块(例如海底控制模块(SCM)或功率和通信分布模块(PCDM))。还要求保护实现所述方法的传感器总线。

背景技术

SIIS是由海洋油气业定义和使用的海底仪器接口标准。它寻求创建用于实现海底传感器的通用平台。SIIS 2级应用于数字串行设备族。当前SIIS 2级的实现是CAN总线容错物理层(利用CAN开放协议)。

SIIS 2级传感器网络的实现受多个参数的影响，诸如：传感器节点的数量，波特率，比特采样点，电缆电容和端接电阻。

这些参数限制传感器可到达距离海底控制模块(或类似海底模块)的最大偏距。“偏距”是将传感器连接到海底控制模块的电缆的长度。在星形网络拓扑中，这等于从传感器到电缆分支的电缆长度加上从电缆分支到海底控制模块的电缆长度之和。

下面依次考虑每个参数：

受控参数

基于逐个项目由客户定义节点的数量。它取决于海底领域的设计。每个节点表示SIIS 2级网络中的传感器。

波特率是通信速度。SIIS 2级已经在SIIS推荐实践内对此进行了定义、固定和控制。它被设置为50kbps(默认)，附加较高速度选项125kbps。

不受控变量

虽然定义了比特采样点，但是倾向于在75％和92.5％之间变化(标称是87.5％)。对于SIIS 2级传感器网络，采样率越高，最大可能偏距就越远；相反，采样率越低，最大可能偏距就越短。

虽然定义了电缆电容，但是倾向于变化。这些变化由总的电缆长度、容差、厂商质量和环境影响(特别是压力)而引起。SIIS 2级将此定义为40pF/m(在1MHz时120欧姆的情况下)。压力的影响增加pF/m的电容值。对于较长运行的电缆，这变得更加显著。对于SIIS 2级传感器网络，总电容越低，距离就越远；电容越高，距离就越短。

控制变量

端接电阻影响系统中的总电阻。总电阻具有减轻电缆电容和比特采样对偏距的不利效果的能力。系统中端接电阻越多应该导致总电阻越低并且增加最大可能偏距；相反，系统中端接电阻越少一般导致总电阻越高并且缩短最大可能偏距。

端接电阻(termination resistance)是每个传感器内固有的。传感器越多，最大可能偏距就越大。一旦传感器被安装，则系统的总电阻变为固定且已知的实体。在实践中几乎从来不使用传感器的完整容量，因为水下传感器昂贵，并且因此要在系统所要求的最小数量上包括附加的传感器是不经济的。

由本发明解决的问题

由本发明解决的问题是：可期望与在总线上可利用传感器的数量来实施相比，将水下传感器放置在离海底控制模块更远的地方，由于环境因素不利地效果网络中的数字信号的完整性。

本发明通过仿真传感器来克服这个问题，即，将端接电阻增加到SIIS 2级传感器网络中，而不需要伴随的昂贵传感器。它使用传感器网络的剩余未使用的容量来提升由实际安装的传感器实现的最大偏距。

本发明提供一种方法，利用增加的端接电阻来补偿未知和不可控的元件，所述位置和不可控的元件对SIIS 2级网络中的传感器实现的最大偏距有不利效果。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种增加水下传感器的最大偏距的方法，所述方法包括如下步骤：

提供包括至少一个传感器的传感器总线，以及

在传感器总线上仿真至少一个附加传感器。

所述至少一个附加传感器能够由智能插入式模块、印刷电路板组装件或虚拟传感器仿真。

在所述传感器总线上仿真至少一个附加传感器的步骤能够包括仿真高达所述传感器总线的最大容量的附加传感器。

传感器总线能够按照海底仪器接口标准。

所述至少一个附加传感器能够仿真为在星形拓扑网络中连接的传感器，或者仿真为在菊花链型拓扑网络中连接的传感器。

所述传感器总线能够连接到海底控制模块。能够在所述海底控制模块与所述传感器总线之间，或者在所述水下控制模块内仿真所述至少一个附加传感器。所述海底控制模块能够包括海底电子模块。能够在海底电子模块内仿真所述至少一个附加传感器。