[发明专利]一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置

权利要求书

1.一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，其特征在于，包括：基于RS-485技术的全局总线、总线控制板、多块总线转接板；

所述的全局总线的两端分别为总线控制板和终端匹配电阻接头，多块的总线转接板位于总线控制板和终端匹配电阻接头之间，每块总线转接板上挂接一个声波测井仪器挂接；

所述的总线控制板自带有RS-485总线数据收发器，通过LAN接口接收地面控制系统下发的控制命令，再通过RS-485总线数据收发器将命令发送到全局总线上，同时RS-485总线数据收发器接收全局总线上的测井数据并上传给地面控制系统；

所述的多块总线转接板中的每一块均包括总线控制模块、命令发送模块和数据接收模块，以及RS-485总线数据收发器、基于LVDS技术的仪器总线、LVDS数据收发器和LVDS时钟发送器；

总线控制模块利用RS-485总线数据收发器接收全局总线上的命令，对命令进行CRC校验后做出解析，并根据解析出的命令来控制声波测井仪器进行正常工作，同时把从声波测井仪器接收到的测井数据进行组帧和压缩，再通过内部的RS-485总线数据收发器上传给总线控制板；

命令发送模块将总线控制模块解析得到的命令进行编码并通过LVDS数据收发器发送到仪器总线上，声波测井仪器通过通过LVDS数据收发器接收命令，并根据命令进行相应的参数配置和测井作业，同时命令发送模块产生基准通信时钟发送给数据接收模块，并通过LVDS时钟发送器发送给声波测井仪器，使总线转接板与声波测井仪器通信同步；

数据接收模块用于接收声波测井仪器通过仪器总线发送过来的声波测井数据，并存储到相应的存储器中，然后通过总线控制模块将存储器中存储的三维声波测井数据发送到地面控制系统；

在测井过程中，地面控制系统通过测井电缆下发控制命令到总线控制板，总线控制板通过LAN接口接收命令，并通过RS-485总线数据收发器将命令发送到全局总线上，总线转接板通过内部的RS-485总线收发器接收命令，再将命令解析后通过LVDS数据收发器将命令发送到仪器总线上，声波测井仪器接收总线上的命令，并根据接收到的命令进行相应的测井工作，在此期间声波测井仪器将测井数据通过LVDS数据收发器上传给总线转接板，总线转接板将测井数据组帧和压缩，然后通过RS-485总线数据收发器将测井数据发送到全局总线上，总线控制板接收全局总线上的数据并上传给地面控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，其特征在于，所述的全局总线由两条双绞线组成，其中，一条用于下发命令，另一条用于上传数据；全局总线采用全工的工作方式，全局总线电气特性兼容ANSI TIA/EIA-485-A和ISO-8482:1993标准；全局总线拓扑结构采用总线型拓扑结构。

3.根据权利要求1所述的一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，其特征在于，所述的总线控制模块由DSP实现，命令发送模块和数据接收模块由FPGA实现；总线控制模块解析出CRC校验后的控制命令为16bit；总线控制模块对测井数据添加CRC校验位，并根据通信协议进行组帧封装，然后将封装好的数据进行DCT压缩，最后将压缩的数据通过RS-485数据收发器发送到全局总线上；

所述的命令发送模块将16bit的控制命令转化为8bit的控制命令，然后进行8B/10B编码得到10bit编码命令，经过并串转换得到串行命令数据，然后通过LVDS数据收发器转换成低电压差分信号，发送至仪器总线上；

所述的数据接收模块采用盲过采样法对测井数据进行数据恢复，然后串并转换得到10bit数据，接着对10bit数据进行8B/10B解码得到8bit声波测井数据，最后将数据存入RAM中等待总线控制模块读取。