[发明专利]一种井下地面抗干扰远距离通信方法

权利要求书

1.一种井下地面抗干扰远距离通信方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一，对电流环的电流幅度进行编码调制，即将一段区间内的电流幅度分成若干等份，将若干等份的电流幅度进行6位二进制编码；

步骤二，对井下仪表和地面设备间的通讯协议帧进行编码并调制到不同的电流幅度上；井下与地面之间的通信帧有n个字节组成，其中最后2个字节为每一帧的CRC校验字节，用于进行该帧的差错校验；将上述电流幅度进行编码调制输出，步骤如下：

S1，将通信帧的每个字节拆分为高半字节与低半字节，各4位；

S2，在各个半字节后面添加1位标志位，“1”表示该半字节是高半字节，“0”表示该半字节是低半字节；

S3，再增加奇偶校验位，构成6个比特的半字节传输编码；

步骤三，电流环上的驱动输出，先输出一个标志电流，表示每个半字节编码电流输出的开始，后面紧跟着输出上述的高半字节编码对应的电流值，再输出该标志电流，再输出低半字节编码对应的电流值；如此循环往复，直至整个一帧全部传输完成，以实现井下与地面的通信；

上述电流输出的方式变化，即选用一个定电流值作为单个字节开始的标志电流，后面连续输出高半字节和低半字节对应的电流值；

电流输出的方式变化，高半字节与低半字节的编码只增加1位奇偶校验bit，即5位编码；

先输出一个电流值作为标志电流，表示为高半字节编码电流输出的开始，后面紧跟着输出上述的高半字节编码对应的电流值，再输出另一电流值作为标志电流，表示为低半字节编码电流输出的开始，再输出低半字节编码对应的电流值；如此循环往复，直至整个一帧全部传输完成；

实现上述通信方法的电流编码调制器，包括微处理器、DAC器件、ADC器件、采样电阻、电流环输入、电流环驱动及电流环输出，所述微处理器产生数据发送帧，其编码模块根据上面的编码方法将数据帧的每个字节进行编码，产生的编码送至DAC器件，

所述DAC器件输出电压驱动电流环输出产生数据帧对应的电流调制输出波形；

对端设备的电流环输入通过采样电阻转换为电压信号，输入至ADC器件，ADC器件采样转换为数字信号，送入微处理器内的数字滤波模块，再送入解调模块，将对应的数据帧恢复；

所述微处理器中有解调模块对每一个解调后的编码进行奇偶校验，如果校验有错则标记相关字节，可根据协议请对端重发；恢复完整数据帧后，对整个数据帧的CRC进行校验，如果校验有错则丢弃该帧，并可根据协议请求对端重发该数据帧；

井下与地面之间通信具有电流环干扰检测电路，包括干扰检测电流输出模块、干扰检测FFT及频谱分析模块，触发干扰检测模式时，干扰检测电流输出模块发出发送一个恒定幅度的电流值，并进入干扰检测FFT及频谱分析模块中进行FFT等频域转换及频谱分析，且调整接收端数字滤波模块的参数，以便在井下与地面的通信中将相应的干扰频率滤除后再进行解调。