[发明专利]旋转导向单总线传输控制装置

说明书

本发明提供一种旋转导向单总线传输控制装置，其包含：主控最小系统，生成第一类波形信号；信号发射模块，将第一类波形信号转换为第二类波形信号，并将第二类波形信号发送至与当前旋转导向单总线传输控制装置通信的任一个旋转导向单总线传输控制装置；信号接收模块，将任一个旋转导向单总线传输控制装置传送来的第二类波形信号转换为第一类波形信号，并将第一类波形信号传输至主控最小系统；单总线传输模块，通过单总线传输的方式支持至少两个旋转导向单总线传输控制装置之间完成第二类波形信号的传输。本发明采用单总线方式传输信号，节省了宝贵的钻铤空间，相比无线传输方式，具有设计简单，传输稳定、可靠的优点。

技术领域

本发明涉及数据传输及通信电路技术开发领域，具体地说，涉及一种旋转导向单总线传输控制装置。

背景技术

旋转导向系统作为石油领域高科技钻井系统，也是属于当前石油领域的尚未完全突破的技术，它集石油钻井、机械设计和电气开发等多学科融为一体的高端仪器装备，其中电气开发包含了电路设计，数据传输和自动控制等等这些技术。由于旋转导向在井下高温高压这一特殊的工况环境中工作，数据传输就面临着很大的问题，特别是钻铤之间的数据传输，井下参数采集不准确与丢失，数据传输缓慢，电气导线在钻铤之间的无法连接等等一系列亟待解决的问题。

推靠式旋转导向系统旋转与非旋转的非接触传输部分，也需要信号传输技术，传统的信号传输方式则为接触式滑环能量与信号传输方式，由于接触式滑环存在安装不方便、旋转时易磨损、易受到井下钻井液、水的腐蚀以及泥浆的影响等缺陷，迫切需要一种新的较少的信号线且无线通信方式完成信号的交互。

单根信号线的传输技术是攻克这两个问题的关键，特别是总线波形传输的发射与回收，高效、稳定、可靠的数据传输技术是对于旋转导向的研究与开发具有重要作用，也是制约石油科技领域发展的瓶颈，这一直是众多研究人员研发的重点和难点。

当前常用的几种通讯技术，主要是有以下几种：单总线、RS-232、RS-485、I2C、SPI、CAN、Modbus、M-Bus等等传输技术，各自使用领域不尽相同。其中RS-232、RS-485、I2C、SPI、CAN、Modbus、M-Bus这些传输技术主要是使用了2根以上的信号线，传输数据比较稳定，但是钻铤连接空间很难满足较多信号导线的连接。

因此，本发明提供了一种旋转导向单总线传输控制装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种旋转导向单总线传输控制装置，用来实现单根信号线连接旋转导向短节之间的数据传输和通信要求，满足井下高温高压环境下这一特殊的要求。

为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种旋转导向单总线传输控制装置，所述装置包含：

主控最小系统，其用于生成第一类波形信号；

信号发射模块，其与所述主控最小系统通信，用于将所述主控最小系统传送来的第一类波形信号转换为第二类波形信号，并将第二类波形信号发送至与当前旋转导向单总线传输控制装置通信的任一个旋转导向单总线传输控制装置；

信号接收模块，其与所述信号发射模块以及所述主控最小系统通信，用于将与当前旋转导向单总线传输控制装置通信的任一个旋转导向单总线传输控制装置传送来的第二类波形信号转换为第一类波形信号，并将第一类波形信号传输至所述主控最小系统；

单总线传输模块，其与所述信号发射模块以及所述信号接收模块通信，用于通过单总线传输的方式支持至少两个旋转导向单总线传输控制装置之间完成第二类波形信号的传输。

根据本发明的一个实施例，所述主控最小系统包含：主控芯片、晶振、看门狗、复位电路以及通信单元。

根据本发明的一个实施例，所述信号发射模块包含：

第一滤波器，其用于将第一类波形信号转换为同频率的第二类波形信号；