CN113934579B - 一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，应用于钻井作业中，方法包括：获取传输网络的硬件检测项目的测试信息，将主节点作为测试节点，从节点为被测节点，测试信息包括：节点的参数信息、节点的关联信息；确定主节点的通信负载与从节点的最大连接数量；根据预先设置的从节点待测项目，确定被测节点的初始硬件测试策略；根据参数信息与所述关联信息，确定相关测试节点集合，以获得硬件检测项目的测试序列；根据测试序列确定目标被测试从节点的上一次被测结果；将目标被测节点的上一次被测结果输入到初始硬件测试策略中获得目标被测节点的硬件测试策略，以对目标被测节点进行硬件测试，获得目标测试从设备的测试结果。

Description

一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备

技术领域

本说明书涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备。

背景技术

现场总线实现了现场智能设备之间的互联通信网络，沟通了生产现场控制设备之间及其更高控制管理层网络之间的联系。钻井作业时，总线控制系统把单个分散的钻井仪器由多个节点设备组合在一起工作。在设备工作过程中需要将数据汇总至中控，以便由后者上传至地面控制系统。由于钻井空间的限制，挂载多支仪器的通信总线只能以单线进行信号传输。当钻井仪器的节点设备出现某些硬件故障的情况下，如果再继续维持原有的性能运行，则可能会产生宕机，无法支持当前运输网络的正常运行。

所以，对每个节点设备进行统一标准的硬件检测是一个必要环节。然而目前对于硬件检测的方法，大部分是在钻井设备因故障导致传输网络异常无法正常维持钻井工作后，针对故障进行排查的过程。还没有针对于短距离单信号传输网络的硬件检测方法，无法在故障发生前对钻井作业中节点设备的硬件电路进行性能测试。

因此，现需要一种可以对短距离单信号传输网络的硬件进行检测的方法。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供了一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，用于解决如下技术问题：如何提供一种自动对短距离单信号传输网络的硬件进行检测的方法。

本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：

本说明书一个或多个实施例提供一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，应用于钻井作业中，方法包括：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息；

根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合；

将所述主节点、所述目标被测节点、所述相关测试节点集合中的各节点之间相互连接，获得所述硬件检测项目的测试序列；

根据所述测试序列确定所述目标被测试节点的上一次被测结果；

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略；

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。可选地，本说明书一个或多个实施例中，所述

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略，具体包括：

将所述目标被测从节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到所述目标被测从节点的初始硬件测试策略，获得所述目标被测从节点的冗余测试项目及待添加测试项目；

根据所述冗余测试项目与所述待添加测试项目确定所述目标被测节点的硬件测试策略。

可选地，本说明书一个或多个实施例中，

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试之前，所述方法还包括：

根据预先设置的硬件故障信息表获得测试准备指令；其中，所述硬件故障信息表包含有预先设置的待测试硬件故障及所述待测试硬件故障所对应的主节点与总线的硬件电路环境参数；

确定所述测试准备指令所对应的主节点与总线的控制电路，并将所述故障生成指令发送到所述主节点与所述总线的控制电路中；

根据所述故障生成指令控制所述主节点与所述总线在所述传输网络中生成目标测试环境，以使所述主节点根据所述目标测试环境发出硬件测试指令。

可选地，本说明书一个或多个实施例中，

所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试故障为电压电路兼容性能故障，则所述故障生成指令控制所述总线在所述从节点最大连接数下输出标准电压值，获得所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境；

所述主节点基于所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境，向所述目标被测节点发出索取指令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为电压电路兼容性能故障时，若根据所述主节点的索取指令，获取所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在电压电路兼容性能故障

则所述目标被测节点不存在电压电路兼容性能故障可选地，本说明书一个或多个实施例中，

所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为过压过流故障，则所述故障生成指令控制所述总线的电流值或控制所述主节点的内部阻抗与总线的电压值，以使最大连接数下的从节点处于过压过流故障的目标测试环境；

所述主节点根据所述过压过流故障的目标测试环境向所述目标被测节点发出呼叫命令,并将所述呼叫命令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为过压过流故障时，若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，不能获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点过压过流故障不存在过压过流故障。

可选地，本说明书一个或多个实施例中，

所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为复位故障，则所述故障生成指令控制所述总线及主节点的电压及电流值到标准值时，使所述主节点向所述目标被测节点发出呼叫命令；

若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，可以获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在复位故障

则所述目标被测节点不存在复位故障可选地，本说明书一个或多个实施例中，

所述确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数，具体包括：

计算所述传输网络的阻抗，获得所述主节点的目标通信负载；

根据所述目标通信负载逐步接入从节点i；

控制所述主节点对所从节点i发出预设畸变率的畸变信号；

若畸变信号小于等于预设畸变率时，所述从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能正常；

若畸变信号大于预设畸变率时，目标数量从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能异常，所述从节点i出现设备故障；

当检测到所述从节点i与所述主节点之间的通信性能为异常时，断开所述从节点i与主节点的通信，检测所述从节点i-1与所述主节点的通信性能，依次迭代获得所述主节点的实际通信负载，并将所述实际通信负载所对应的从节点数量作为所述从节点的最大连接数量。

可选地，本说明书一个或多个实施例中，所述获得所述目标测试从设备的测试结果之后，所述方法还包括：

将所述硬件检测项目的测试信息、所述目标测试从设备的测试结果以及钻井设备的工作状态作为所述硬件检测项目预设评估模型的训练数据；

将所述预设评估模型的训练数据进行分组，获得所述预设评估模型的训练样本集与验证样本集；

基于K折交叉验证算法对所述钻井作业进行风险评估预测，获取所述钻井作业的进度风险值。根据所述钻井作业的进度风险值生成所述目标检测从设备的风险等级；

根据所述目标检测从设备的设备id与所述目标检测从设备的风险等级生成所述目标检测从设备的报告序列号；

将所述报告序列号与所述测试结果转换为可识别标识，发送到相关负责人的终端设备。

本说明书一个或多个实施例中提供一种短距离单信号传输网络的硬件测试方法，应用于钻井作业中，方法包括：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述从节点作为测试节点，主节点为被测节点；

将所述测试节点逐步接入主节点，获取所述传输网络的阻抗值；

确定所述主节点在所述阻抗值下产生畸变信号时，所对应的测试节点的数量；

若所述畸变信号的畸变率小于或等于预设畸变率时，所在主节点能正常通信，则所述对应的测试节点的数量为所述主节点的最大通信负载。

本说明书一个或多个实施例提供一种短距离单信号传输网络的硬件测试设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息；

根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合；

将所述主节点和所述目标被测节点与所述相关测试节点集合连接，获得所述硬件检测项目的测试序列；

根据所述测试序列确定所述目标被测试从节点的上一次被测结果；

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略；

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：以主节点作为测试节点对从节点的仪器特性，进行了硬件检测，通过对传输网络中从节点的硬件电路的项目检测保障了钻井作业过程中的安全性。通过获取主节点与被测节点的相关测试节点集合，获取了硬件检测项目的测试序列，从而获得了目标被测节点上一次被测结果，基于初始硬件测试策略与上一次被测结果对目标被测节点进行硬件测试，充分考虑了其他因素对被测节点的影响，极大提升了测试运行的速度，降低了测试过程的耗时。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的测试节点为主节点的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法的方法流程示意图；

图2为本说明书实施例提供的一种单线上节点设备的连接关系图；

图3为本说明书实施例提供的测试节点为从节点的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法的方法流程示意图；

图4为本说明书实施例提供的一种短距离单信号传输网络的硬件检测设备的内部结构示意图。

具体实施方式

本说明书实施例提供一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

长期以来，石油、煤矿资源勘探钻井工程当中，孔内环境复杂多变，由于设备故障而导致的事故率居高不下。钻井作业时，因为工作环境的限制，其仪器由多个节点设备组合在一起工作，过程中需要将数据汇总至中控，以便由后者上传至地面控制系统。受到钻井作业的空间限制，挂载多支仪器的通信总线只能单线。且由于钻井作业的设备位于地下，当设备开始工作后发生故障时，如果继续维持原有的性能进行运作可能会导致事故的发生，而停止钻井作业进行设备检修则会严重耽误工期，增大钻井作业的成本。因此，在钻井作业中对各设备进行检测是一个重要的环节。

现有技术中，通过安装在钻井设备中的传感器将检测到的模拟信号转变成为电压信号然后通过数据总线上传至上位机界面上进行实时监测，以获取故障发生的位置。但是只针对故障发生后的设备检测，需要对设备进行停机维修，无法解决钻井作业工期有限的问题，而且现有技术中基于传感器的检测方式以及针对软件的检测方式无法针对节点设备的硬件电路进行检测。使得传输网络的硬件电路安全无法保证。

因此，本说明书提出一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，对每个节点设备进行统一标准的硬件电路检测。通过在钻井作业之前对主节点的通信负载进行确认，可以避免从节点自身的损害对传输网络所造成的影响，并且可以获得从节点的最大连接数量，以保证钻井作业的整体效率。更加目标被测节点获得的上一次被测结果，可以对当前目标被测节点的硬件测试策略提出测试修改，以避免重复测试，所造成的资源冗余和时间浪费现象。通过硬件测试策略获得目标被测节点的测试结果后，根据测试结果进行后续的钻井作业，可以避免节点仪器的硬件损耗对总线上其他设备的影响，保证了钻井作业的安全性。

以下结合附图，详细说明本说明书提供的技术方案。

如图1所示，本说明书实施例提供了测试节点为主节点的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法的方法流程示意图。

由图1可知，包括以下步骤：

S101：根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息。

图2为本说明书实施例提供的一种单线上节点设备连接关系示意图。如图2所示，多个节点集成在总线上，即各个钻井仪器或者钻井设备以节点的形式集成在一根通信总线上。

本说明书实施例中提出的针对短距离单信号传输网络的硬件检测方法中，将主节点作为测试节点与其他从节点集成在通信总线上，以实现作为主节点测试模式对从节点仪器特征的测试。需要说明的是，根据钻井作业中传输网络的硬件电路获取包含主节点与从节点的参数信息以及主节点及所述多个从节点之间的关联信息，作为硬件检测项目的测试信息。其中，所述参数信息可以是如图2中所示的节点的编号信息或者节点的id信息，关联信息为主节点与从节点所处位置的前后连接关系，以及各节点测试项目的关联信息。

S102：根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合。

由步骤S101中记载的参数信息与关联信息可以知道，根据主节点与从节点的参数信息可以获得主节点与目标被测节点各自的节点编号或节点id。根据关联信息可以获得各个节点之间的关联关系。所以基于节点编号与关联连接关系可以确定出主节点与目标被测节点在同一总线上的相关测试节点集合。

S103：将所述主节点、所述目标被测节点、所述相关测试节点集合中的各节点之间相互连接，获得所述硬件检测项目的测试序列。

将步骤S102中获得的相关测试节点集合中各个节点与主节点、目标被测节点连接，可以得到硬件检测项目的测试序列，以进行后续相关操作。其中，所述测试序列包括：各节点的测试顺序、各节点的历史硬件检测项目及测试结果。

S104：根据所述测试序列确定所述目标被测试节点的上一次被测结果。

S105：将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略。

可选地，本说明书一个或多个实施例中，所述将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略，具体包括：

将所述目标被测从节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到所述目标被测从节点的初始硬件测试策略，获得所述目标被测从节点的冗余测试项目及待添加测试项目；

根据所述冗余测试项目与所述待添加测试项目确定所述目标被测节点的硬件测试策略。

将步骤S104获取的所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到目标被测从节点的初始硬件测试策略中，确定出初始硬件测试策略中是否存在有冗余策略。

所有的从节点所对应的节点仪器都包含有基础的硬件电路部分设计，根据硬件电路中可能出现的硬件电路故障，预先设置有从节点的待测项目，例如：从节点的电压电路兼容性检测项目、过流保护检测项目、过压保护检测项目等。被测节点在不同的测试周期中可以进行相同或者不同的测试项目，所以根据被测节点的待测试项目，可以确定出被测节点的初始硬件测试策略。例如：若待测试项目为过流保护项目，则可以根据该项目确定出初始硬件测试策略为：测试调整电流使被测节点的吸收电流超出标准电流5％时，从节点是否正常响应；测试调整电流使被测节点的吸收电流超出标准电流的10％时，从节点是否正常响应；测试调整电流使被测节点的吸收电流超出标准电流的15％时，主节点向目标被测节点发出呼叫响应，检测目标被测节点的响应等。

若待测试项目为过流保护项目是基于上述初始硬件测试策略，由主节点向目标被测节点发出呼叫响应，检测目标被测节点的响应。如果根据上一次被测结果获得测试结果为：测试调整电流使被测节点的吸收电流超出标准电流的10％时，被测节点可以正常响应主节点的呼叫命令，则在当前目标被测节点的初始硬件测试策略中，“测试调整电流使被测节点的吸收电流超出标准电流的10％时，从节点是否正常响应”为冗余策略。可以删除该冗余策略，以节省测试的时间，提高测试的效率。其中，需要说明的是，所述上一次被测结果可以是以计算机程序的方式或者数值的方式，参与当前测试的判断过程，以增加当前测试结果的可靠性。

此外，上一次被测结果可以是与本次目标测试节点的不同测试项目。则根据测试项目之间的交互关系，可以根据上一次的被测结果添加对应的测试策略，以增强测试结果的可靠性。

S106：根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。

在本说明书一个或多个实施例中，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试之前，所述方法还包括：

根据预先设置的硬件故障信息表获得测试准备指令；其中，所述硬件故障信息表包含有预先设置的待测试硬件故障及所述待测试硬件故障所对应的主节点与总线的硬件电路环境参数；

确定所述测试准备指令所对应的主节点与总线的控制电路，并将所述故障生成指令发送到所述主节点与所述总线的控制电路中；

根据所述故障生成指令控制所述主节点与所述总线在所述传输网络中生成目标测试环境，以使所述主节点根据所述目标测试环境发出硬件测试指令。

在本说明书一个或多个实施例中，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试故障为电压电路兼容性能故障，则所述故障生成指令控制所述总线在所述从节点最大连接数下输出标准电压值，获得所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境；

所述主节点基于所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境，向所述目标被测节点发出索取指令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为电压电路兼容性能故障时，若根据所述主节点的索取指令，获取所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在电压电路兼容性能故障。

在本说明书一个或多个实施例中，所述确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数，具体包括：

计算所述传输网络的阻抗，获得所述主节点的目标通信负载；

根据所述目标通信负载逐步接入从节点i；

控制所述主节点对所从节点i发出预设畸变率的畸变信号；

若畸变信号小于等于预设畸变率时，所述从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能正常；

若畸变信号大于预设畸变率时，目标数量从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能异常，所述从节点i出现设备故障；

当检测到所述从节点i与所述主节点之间的通信性能为异常时，断开所述从节点i与主节点的通信，依次迭代获得所述主节点的实际通信负载，并将所述实际通信负载的从节点数量作为所述从节点的最大连接数量。

从节点的个数会对主节点的输出功耗产生影响，所以在确保各个从节点正常工作的前提下，确定主节点的通信负载，可以保证输出网络最佳通信和钻井作业的工作效率。具体的：通过计算传输网络的阻抗值，获得主节点可以承担的目标通信负载；根据目标通信负载的个数逐步增减主节点所连接的从节点数量到从节点i。如果检测到在连接到从节点i后，从节点i与主节点之间的通信产生异常，则需要断开从节点i与主节点的通信连接。若检测到第i-1从节点与主节点之间的通信依然异常，则需要断开从节点i-1与主节点之间的通信连接，依次迭代重复直到与主节点之间的通信正常，获得主节点的实际通信负载。将实际通信负载所对应的从节点数量作为从节点的最大连接数量，以避免总线连接从节点数量过度所造成的对整个传输网络的阻抗产生的不利影响。

其中，判断从节点与主节点之间的通信性能时，检测的是从节点的性能是否正常。具体的：主节点对从节点i发出畸变信号，如果从节点接收该畸变信号后目标数据从节点i可以正常工作，那么从节点i与主节点之间的通信性能是正常的，即从节点i的通信性能是正常的。需要说明的是，当畸变信号小于等于预设畸变率时，从节点可以正常工作，则从节点通信性能正常；当畸变信号大于预设畸变率时，从节点可以正常工作，则从节点通信性能异常。例如：预设畸变率为10％，则主节点作为测试节点向从节点发出畸变率为5％的畸变信号时，从节点可以根据该畸变信号做出正常响应工作，则证明该从节点的通信性能正常。主节点作为测试节点向从节点发出畸变率为15％的畸变信号时，从节点根据该畸变信号可以正常工作，则说明该从节点当前的通信性能是不合格的。

在获得主节点的通信负载后，基于通信负载可以获得个从节点的标准电压值，对电压电路兼容性能故障进行测试，那么根据协议规定总线输出标准电压值范围生成故障控制生成指令，以控制高低电平值在标准电压值的±0.5V范围内，将该电压值范围作为第一硬件故障的目标测试环境。在该环境中，主节点作为测试节点发送正确的索引指令，如果目标被测节点能够做出正确的响应，则该目标被测节点的电压电路兼容性正常，节点的可靠性高。否则，目标被测节点的电压电路兼容性异常，不能接入钻井作业的总线中。例如：协议规定输入高电平H＝5V，低电平L＝0V，则测试过程中高低电平值可以调节输入范围为(H-0.5V～H+0.5V)，(L-0.5V～L+0.5V)。总线在输出电压值的调节范围内，测试节点发送一条正确的索取指令，目标被测节点能够做出正确响应，且目标被测节点的输出电压范围也在规定的目标被测节点的范围内，则目标被测从节点的电压电路兼容性能正常。

在本说明书一个或多个实施例中，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为过压过流故障，则所述故障生成指令控制所述总线的电流值或控制所述主节点的内部阻抗与总线的电压值，以使最大连接数下的从节点处于过压过流故障的目标测试环境；

所述主节点根据所述过压过流故障的目标测试环境向所述目标被测节点发出呼叫命令,并将所述呼叫命令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为过压过流故障时，若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，不能获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点过压过流故障不存在过压过流故障。

将过流保护或者过压保护作为过压过流故障检测时，故障生成指令控制总线调整电压/电流输出值以使目标被测节点的吸收电流超出标准电流的预设百分比；或者调整主节点的内部阻抗值，基于上述记载的获得主节点通信负载的过程，获得总线上所连接的从节点的数量，使得调整后的目标被测节点的吸收电流超出标准电流的预设百分比，获得过压过流故障的目标测试环境。在该环境中控制测试节点发出正确的呼叫指令，若目标被测节点无响应，则目标被测节点不存在过压过流故障。其中，需要说明的是：过压/过流保护的设计是为了避免因为总线电压/电流过高或者过低时，对从节点仪器造成损伤，所以需要测试目标被测节点在收到异常返回数据时，能否自我保护即自动切断与总线的连接。

在说明书一个或多个实施例中，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为复位故障，则所述故障生成指令控制所述总线及主节点的电压及电流值到标准值时，使所述主节点向所述目标被测节点发出呼叫命令；

若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，可以获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在复位故障

则所述目标被测节点不存在复位故障

在进行过压过流故障检测一段时间后，将主节点的内部阻抗调整到标准值，控制总线及主节点的电压、电流值到标准值，发送正确的呼叫指令，若目标被测节点接收正常响应，则目标被测节点的自动复位功能正常。

在本说明书一个或多个实施例中，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为性能故障，则基于预设性能表获取所述目标被测节点的距离所对应的标准性能值；所述标准性能值为规定距离下从节点可以连接设备值；

基于所述硬件测试策略，使主节点对所述目标被测节点发出索取指令，获取所述目标被测从节点中响应所述索取指令的设备数量；

若所述实际设备数量等于所述标准性能值则所述目标被测节点的性能正常。

在钻井作业中，各节点连接有多个节点设备，以根据钻井作业中的业务需求控制节点设备进行相应的工作。在预设性能表中存储有预设节点的距离以及该距离的节点应该连接的标准设备值。为了保证从节点可以高效完成主节点的业务指令，需要对不同距离下的从节点的性能进行测试。根据硬件测试策略，控制主节点发出索取指令获取目标被测从节点中响应该索取指令的设备数量，从而获得了目标被测节点在其与主节点规定距离下的实际设备数量。根据预设性能表中该距离下从节点的标准性能值，获得目标被测节点应该连接的设备数量与实际设备数量进行对比，从而确定出目标被测节点是否具有该性能故障。以确保目标被测节点在钻井作业中可以高效的分析处理业务指令。

基于上述硬件故障检测过程，在节点仪器连接到总线之前，对主节点的通信负载，以及从节点的通信性能、硬件电路故障进行检测，使得通过检测的节点一起才可以连接到总线上，既可以避免节点一起自身的损坏，亦可以保证总线上其他节点仪器的正常工作，避免了钻井工作中，停机维修的过程，保证了钻井工作的效率。

在说明书一个或多个实施例中，所述获得所述目标测试从设备的测试结果之后，所述方法还包括：

将所述硬件检测项目的测试信息、所述目标测试从设备的测试结果以及钻井设备的工作状态作为所述硬件检测项目预设评估模型的训练数据；

将所述预设评估模型的训练数据进行分组，获得所述预设评估模型的训练样本集与验证样本集；

基于K折交叉验证算法对所述钻井作业进行风险评估预测，获取所述钻井作业的进度风险值。根据所述钻井作业的进度风险值生成所述目标检测从设备的风险等级；

根据所述目标检测从设备的设备id与所述目标检测从设备的风险等级生成所述目标检测从设备的报告序列号；

将所述报告序列号与所述测试结果转换为可识别标识，发送到相关负责人的终端设备。

在获取测试结果之后，将硬件检测项目的测试信息、目标测试从设备的测试结果以及钻井设备的工作状态作为硬件检测项目预设评估模型的训练数据，对训练数据进行随机分为k份，每次挑选其中1份作为测试集，剩余k-1份作为训练集用于模型训练。重复挑选测试集与训练集获得k组测试结果，计算k组测试结果的平均值作为模型精度的估计值，根据所述精度值选择适合额定模型对钻井作业进行风险评估，以获得该钻井作业的进度风险值。基于钻井作业的进度风险值获得目标检测从设备的风险等级。为了方便获得测试结果以及问题设备，可以将目标检测从设备的设备id以及风险等级生成对应的报告序列号，并将报告序列号结合测试结果转换为可识别的二维码等标识信息，发送到对应负责人的终端设备，以实时掌握各节点的故障问题方便负责人进行维修替换。

如图3所示，为本说明书实施例提供的测试节点为从节点的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法的方法流程示意图。

由图3所示，方法包括以下步骤：

S301：根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述从节点作为测试节点，主节点为被测节点。

S302：将所述测试节点逐步接入主节点，获取所述传输网络的阻抗值。

S303：确定所述主节点在所述阻抗值下产生畸变信号时，所对应的测试节点的数量。

S304：若所述畸变信号的畸变率小于或等于预设畸变率时，所在主节点能正常通信，则所述对应的测试节点的数量为所述主节点的最大通信负载。

当测试节点为从节点时，对传输网络上面的主节点进行驱动能力的测试，在确保各节点正常工作的前提下，获得主节点的通信负载。具体地，使主节点连接多个测试节点，并控制主节点输出端实时计算整个网络的阻抗值，以确保输出网络的最佳通信，即确定主节点的驱动负载能力最大。逐步接入测试节点，获得主节点输出端产生信号畸变时所连接的测试节点的数量。其中，需要说明的是，当畸变信号的畸变率小于或者等于预设畸变率时，主节点可以正常进行通信那么此时所述对应的测试节点的数量为当前主节点的最大通信负载。

如图4所示，本说明书实施例提供了一种短距离单信号传输网络的硬件检测设备，设备包括：

至少一个处理器401；以及，

与所述至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，

所述存储器402存储有可被所述至少一个处理器401执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器401执行，以使所述至少一个处理器401能够：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件测试项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息；

根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合；

将所述主节点、所述目标被测节点、所述相关测试节点集合中的各节点之间相互连接，获得所述硬件检测项目的测试序列；

根据所述测试序列确定所述目标被测试节点的上一次被测结果；

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略；

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，应用于钻井作业中，其特征在于，所述方法包括：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件检测项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息；

根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合；

将所述主节点、所述目标被测节点、所述相关测试节点集合中的各节点之间相互连接，获得所述硬件检测项目的测试序列；

根据所述测试序列确定所述目标被测试节点的上一次被测结果；

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略；其中，所述将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略，具体包括：

将所述目标被测从节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到所述目标被测从节点的初始硬件测试策略，获得所述目标被测从节点的冗余测试项目及待添加测试项目；

根据所述冗余测试项目与所述待添加测试项目确定所述目标被测节点的硬件测试策略；

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试之前，所述方法还包括：

根据预先设置的硬件故障信息表获得测试准备指令；其中，所述硬件故障信息表包含有预先设置的待测试硬件故障及所述待测试硬件故障所对应的主节点与总线的硬件电路环境参数；

确定所述测试准备指令所对应的主节点与总线的控制电路，并将所述故障生成指令发送到所述主节点与所述总线的控制电路中；

根据所述故障生成指令控制所述主节点与所述总线在所述传输网络中生成目标测试环境，以使所述主节点根据所述目标测试环境发出硬件测试指令。

3.根据权利要求2所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试故障为电压电路兼容性能故障，则所述故障生成指令控制所述总线在所述从节点最大连接数下输出标准电压值，获得所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境；

所述主节点基于所述电压电路兼容性能故障的目标测试环境，向所述目标被测节点发出索取指令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为电压电路兼容性能故障时，若根据所述主节点的索取指令，获取所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在电压电路兼容性能故障。

4.根据权利要求2所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数；

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为过压过流故障，则所述故障生成指令控制所述总线的电流值或控制所述主节点的内部阻抗与总线的电压值，以使最大连接数下的从节点处于过压过流故障的目标测试环境；

所述主节点根据所述过压过流故障的目标测试环境向所述目标被测节点发出呼叫命令,并将所述呼叫命令作为硬件测试指令；

当所述待测试硬件故障为过压过流故障时，若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，不能获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点过压过流故障不存在过压过流故障。

5.根据权利要求4所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果，具体包括：

若所述目标被测节点的待测试硬件故障为复位故障，则所述故障生成指令控制所述总线及主节点的电压及电流值到标准值时，使所述主节点向所述目标被测节点发出呼叫命令；

若所述主节点在所述目标测试环境中向所述目标被测节点发送呼叫指令，可以获得所述目标被测节点的响应，则所述目标被测节点不存在复位故障。

6.根据权利要求3所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述确定所述主节点的通信负载，以根据所述通信负载确定所述从节点的最大连接数，具体包括：

计算所述传输网络的阻抗，获得所述主节点的目标通信负载；

根据所述目标通信负载逐步接入从节点i；

控制所述主节点对所述从节点i发出具有畸变率的畸变信号；

若所述畸变信号小于等于预设畸变率时，所述从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能正常；

若所述畸变信号大于预设畸变率时，所述从节点i可以正常工作，则所述从节点i与主节点之间的通信性能异常，所述从节点i出现设备故障；

当检测到所述从节点i与所述主节点之间的通信性能为异常时，断开所述从节点i与主节点的通信，检测所述从节点i-1与所述主节点的通信性能，依次迭代获得所述主节点的实际通信负载，并将所述实际通信负载所对应的从节点数量作为所述从节点的最大连接数量。

7.根据权利要求1所述的一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法，其特征在于，所述获得所述目标测试从设备的测试结果之后，所述方法还包括：

将所述硬件检测项目的测试信息、所述目标测试从设备的测试结果以及钻井设备的工作状态作为所述硬件检测项目预设评估模型的训练数据；

将所述预设评估模型的训练数据进行分组，获得所述预设评估模型的训练样本集与验证样本集；

基于K折交叉验证算法对所述钻井作业进行风险评估预测，获取所述钻井作业的进度风险值；根据所述钻井作业的进度风险值生成所述目标检测从设备的风险等级；

根据所述目标检测从设备的设备id与所述目标检测从设备的风险等级生成所述目标检测从设备的报告序列号；

将所述报告序列号与所述测试结果转换为可识别标识，发送到相关负责人的终端设备。

8.一种短距离单信号传输网络的硬件测试方法，应用于钻井作业中，其特征在于，所述方法包括：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目；其中，所述硬件检测项目包括一个主节点与多个从节点，所述从节点作为测试节点，主节点为被测节点；

将所述测试节点逐步接入主节点，获取所述传输网络的阻抗值；

确定所述主节点在所述阻抗值下产生畸变信号时，所对应的测试节点的数量；

若所述畸变信号的畸变率小于或等于预设畸变率时，所在主节点能正常通信，则所述对应的测试节点的数量为所述主节点的最大通信负载。

9.一种短距离单信号传输网络的硬件测试设备，应用于钻井作业中，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

根据所述钻井作业中传输网络的硬件电路的组成结构，获取所述传输网络的硬件检测项目的测试信息；其中，所述硬件检测项目包括一个主节点与多个从节点，所述主节点作为测试节点，从节点为被测节点，所述测试信息包括：所述主节点与所述多个从节点的参数信息、所述主节点及所述多个从节点之间的关联信息；

根据所述参数信息与所述关联信息，确定所述主节点与目标被测节点的相关测试节点集合；

将所述主节点、所述目标被测节点、所述相关测试节点集合中的各节点之间相互连接，获得所述硬件检测项目的测试序列；

根据所述测试序列确定所述目标被测试节点的上一次被测结果；

将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略；其中，所述将所述目标被测节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到预设获取的目标被测节点对应的初始硬件测试策略中，以获得所述目标被测节点的硬件测试策略，具体包括：

将所述目标被测从节点的上一次被测结果作为测试输入，输入到所述目标被测从节点的初始硬件测试策略，获得所述目标被测从节点的冗余测试项目及待添加测试项目；

根据所述冗余测试项目与所述待添加测试项目确定所述目标被测节点的硬件测试策略；

根据所述硬件测试策略对所述目标被测节点进行硬件测试，获得所述目标测试从设备的测试结果。

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