CN114928512A - 一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，包括：所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

Description

一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质

技术领域

本说明书实施例属于信号传输的技术领域，尤其涉及一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质。

背景技术

钻井设备在应用时，各个节点既要识别TTL信号，又要进行数据请求信号的实时传输。现有的解决方式大都是通过多根信号线分别传输，而在钻井设备中，设备之间的电器连接只能依靠导电滑环，导电滑环多根信号线的工艺会大幅度增加成本，同时，多根信号线是需要通孔的，打通孔成本较高，此外，通孔的数量过多会影响钻铤的强度，钻孔的数量增多会导致钻杆仪器无法承受井下高压环境的特点。

由此，在现有技术中，钻井设备通过多根信号进行信号传输存在成本高，以及降低钻杆仪器的承压能力的问题。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供了一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质，用于解决如下技术问题：

在现有技术中，钻井设备通过多根信号进行信号传输存在成本高，以及降低钻杆仪器的承压能力的问题。

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的一种基于钻井设备的信号传输方法，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，所述方法包括：

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

进一步的，所述TTL信号为0-5V的方波信号，所述数据请求信号与所述TTL信号相对应，即所述TTL信号的电平为0V时，所述数据请求信号为第一预设范围的信号，第一所述TTL信号的电平为5V时，所述数据请求信号为第二预设范围的信号，所述第一预设范围为正值，所述第二预设范围为负值，所述系统识别所述第一预设范围的信号对应的指令信号的逻辑电平为0，所述第二预设范围的信号对应的指令信号的逻辑电平为1。

进一步的，所述第一预设范围的信号设定为紧急请求数据，所述第二预设范围的信号设定为非紧急请求数据；

所述主节点向指定从节点发送所述指令信号时，若所述数据请求信号为紧急请求数据，在所述指令信号的下降沿进行发送；若所述数据请求信号为非紧急请求数据，在所述指令信号的上升沿进行发送。

进一步的，所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号之前，所述方法还包括：

设定奇数从节点用于接收紧急请求数据，偶数从节点用于接收非紧急请求数据；

所述主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，所述方法还包括：

若处于所述指令信号的上升沿，判定所述多个指定从节点是否存在奇数从节点，若否，所述主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号；

若处于所述指令信号的下降沿，判定所述多个指定从节点是否存在偶数从节点，若否，所述主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号。

进一步的，所述将所述反馈信号发送至所述主节点，具体包括：

若所述数据请求信号为紧急请求数据，对应的反馈信号为紧急请求数据，在所述数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点；

若所述数据请求信号为非紧急请求数据，对应的反馈信号为非紧急请求数据，在所述数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点。

进一步的，所述主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，所述方法还包括：

根据预先设定的从节点的优先级，所述多个指定从节点依次向所述主节点发送对应的反馈信号。

进一步的，所述TTL信号的频率设定为第一频率，所述数据请求信号的频率设定为第二频率；

所述对所述指令信号进行解耦，具体包括：

对所述指令信号进行FFT变换，在频域解析所述指令信号中所述TTL信号与所述数据请求信号对应的频率，并通过IFFT反变换到时域，得到述TTL信号与所述数据请求信号。

本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输装置，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，所述装置包括：

信号发送单元，所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

信号反馈单元，所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输设备，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，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：

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信；

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

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：在钻井设备的信号传输系统中，本说明书实施例将TTL信号与数据请求信号进行耦合，生成指令信号，该指令信号为临界可识别信号，该信号通过信号线进行传输，可以被系统识别出对应的逻辑电平，过程中，数据请求信号也通过该信号线传输到指定从节点。同时，在指定从节点接收指令信号后，可以对该指令信号进行解耦，并针对解耦后的数据请求信号得到回复信号，再将回复信号与TTL信号进行耦合得到反馈信号，最后，可以将反馈信号通过同一根信号线发送至主节点。由此，节省了信号线的数量，从而降低了钻井设备的传输成本，并间接提高了钻杆仪器的承压能力。

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为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输方法的流程示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例提供的TTL信号的示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例提供的数据请求信号的示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例提供的指令信号的示意图；

图5为本说明书一个或多个实施例提供的主节点与多个从节点的示意图；

图6为本说明书一个或多个实施例提供的耦合模块的结构示意图；

图7为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输装置的结构示意图；

图8为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输设备的结构示意图。

具体实施方式

本说明书实施例提供一种基于钻井设备的信号传输方法、装置、设备及介质。

本说明书实施例涉及的钻井设备的信号传输系统可以包括地面节点、通讯节点、随钻测量节点、旋转导向节点及钻头构成。各个节点之间通过单总线进行通信。

总线包括一根地线和一根信号线，因地线一般有金属外壳代替，因此在一根信号线上实现两路信号的同步传输，称为单线双信号传输，钻井设备各个节点网络设备上所有节点均搭载信号调制电路。其信号特点有：

总线电平标准兼容TTL(transistor transistorlogic)，即输入小于V_L，输出低电平0；输入大于V_H，输出高电平1。V_H和V_L是最小可识别电平(即临界可识别电平)。同时，总线信号解调后为串口UART格式，即可以与总线上节点的UART可以直接通信。

UART传输接口有两条线：TX和RX。TX线输出的电平信号经过信号调制模块后发送出去；接收方将解调后的信号输入RX线，至此完成一次信号传输。需要注意的是该传输只能实现半双工信息传输，主节点主动发送信号，从节点只在接收到完整信号包后对其进行响应。

TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺(约30米)的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两方面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响。

钻井设备各个节点既要识别TTL信号，又要进行数据请求信号的实时传输，传统的方法是通过两根信号线分别进行数据信号的传输，或者一对一问答模式(主机占总线索取数据，释放总线从机上传数据)。应用一对一问答模式时，若总线被占用，需要等待总线空闲，如此会降低了数据传输的效率，且存在着偏差和不对称的问题。而钻井设备需要在一根数据线上进行双路数据的传输，原因如下：①井下钻杆仪器之间的电器连接只能依靠导电滑环连接，导电滑环不具有多根连接的工艺；②多根信号线是需要通孔的，打通孔成本较高；③通孔的数量会影响钻铤的强度，钻孔的数量增多会导致钻杆仪器无法承受井下高压环境的特点。因此，实现在单总线上面的双路数据传输是很有必要的。这样既能提高数据的传输速率，弥补了短距离通讯速率低的缺点，节约了数据传输成本，从而满足钻井设备的通信需求。

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做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。

图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输方法的流程示意图，该流程可以由应用于钻井设备的信号传输系统执行，信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，流程中的某些输入参数或者中间结果允许人工干预调节，以帮助提高准确性。

本说明书实施例的方法流程步骤如下：

S102，主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线。

在本说明书实施例中，TTL信号可以为0-5V的方波信号，参见图2示出的TTL信号的示意图，该系统中的各个节点通过识别TTL信号进行对应的操作。以确保各节点之间的正常工作，过程中，实时占用信号传输系统的单总线，保持当前数据请求信号的实时传输。

同时，数据请求信号与所述TTL信号相对应，即数据请求信号即TTL信号的电平为0时，所述数据请求信号为第一预设范围的信号，第一所述TTL信号的电平为5V时，数据请求信号为第二预设范围的信号，第一预设范围为正值，第二预设范围为负值，可以参见图3示出的数据请求信号的示意图，图中的数据请求信号在T1阶段为负值，对应图2的T1阶段，T2阶段为正值，对应图2的T2阶段。耦合的信号周期T为T1+T2，高电平阶段耦合TI和低电平耦合T2，T1阶段数据请求信号幅值为V₂-0，T2阶段数据请求信号幅值为0-V₁，其中，│V₁│＜V_L，│V₂│＜V_i-V_H，图2中的V₀为0，图2与图3中T1与T2组成整个周期T。

TTL信号与数据请求信号耦合后，可以参见图4示出的指令信号的示意图，图2的T1阶段对应图3的T1阶段，图2的T2阶段对应图3的T2阶段，后边的阶段同样对应。耦合的指令信号，输入端低电平处幅值不高于V_L，输入端高电平处幅值不低于V_H。输出端在低电平阶段输出0，高电平阶段输出1，满足系统的需求。

需要说明的是，TTL信号T1阶段被信号传输系统识别为逻辑电平1，TTL信号T2阶段被信号传输系统识别为逻辑电平0。TTL信号与第二预设范围的信号耦合后(T1阶段)的指令信号可以被信号传输系统识别为逻辑电平1，TTL信号与第一预设范围的信号耦合后(T2阶段)的指令信号可以被信号传输系统识别为逻辑电平0。信号传输系统本身高电平识别是V_H，即TTL信号与数据请求信号经过叠加后呈现V_H的电压，此时是可识别为高电平；低电平额定识别是V_L，即TTL信号与数据请求信号经过叠加后呈现V_L的电压时，也可以识别出是低电平。这说明叠加在信号电平上的耦合信号摆幅/抖动不超过临界可识别电平，是对逻辑的正确识别没有影响的。这样不影响信号传输系统本身的正常工作。

进一步的，第一预设范围的信号可以设定为紧急请求数据，第二预设范围的信号可以设定为非紧急请求数据。主节点向指定从节点发送所述指令信号时，若所述数据请求信号为紧急请求数据，在所述指令信号的下降沿进行发送；若所述数据请求信号为非紧急请求数据，在所述指令信号的上升沿进行发送。

需要说明的是，由于紧急请求数据与非紧急请求数据对应的电平分别为第二预设范围的信号与第一预设范围的信号，这样可以避免主节点在同一时间索取紧急请求数据和非紧急请求数据，紧急数据和非紧急数据如果顺序传输，可能会使得指令信号的幅值超出信号系统识别范围，无法识别出逻辑电平0或1，最终使得传输协议错误。

进一步的，主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号之前，为了规范后续过程中，从节点向主节点发送反馈信号，避免从节点发送的反馈信号超出可识别的逻辑电平，使得传输协议错误，可以设定奇数从节点用于接收紧急请求数据，偶数从节点用于接收非紧急请求数据。此外，也可以设定奇数从节点用于接收非紧急请求数据，偶数从节点用于接收紧急请求数据。

在设定奇数从节点用于接收紧急请求数据，偶数从节点用于接收非紧急请求数据后，主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，若处于指令信号的上升沿，判定多个指定从节点是否存在奇数从节点，若否，主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号；若是，会使得指令信号的幅值超出信号系统识别范围，主节点无法向多个指定从节点发送对应的指令信号。若处于所述指令信号的下降沿，判定所述多个指定从节点是否存在偶数从节点，若否，所述主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号；若是，会使得指令信号的幅值超出信号系统识别范围，主节点无法向多个指定从节点发送对应的指令信号。

需要说明的是，指定从节点为主节点需要索取数据的从节点，比如从节点包括从节点1、从节点2、从节点3与从节点4，主节点需要索取从节点1与从节点3的数据，此时从节点1与从节点3即为指定从节点。

需要说明的是，在信号传输系统工作过程中，主节点根据实时需求，对各个从节点钻井设备进行指令信号传输。后续对应的从节点收到主节点的指令信号后，做出相应的反馈。

S104，指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号。

在本说明书实施例中，将大幅值TTL信号的频率设定为第一频率，小幅值数据请求信号的频率设定为第二频率，其中，第一频率与第二频率之间差距可以设置，以便通过频率的设定，避免TTL信号与数据请求信号耦合后叠加在一起，方便后续的解耦操作。

解耦可以是根据TTL信号与数据请求信号的频率不同，比如TTL信号的频率可以是1k～2kHz。数据请求信号的频率可以是10k～30kHz。把TTL信号与数据请求信号进行FFT变换，然后在频域上解析指令信号中TTL信号与数据请求信号对应的频率，再用IFFT反变换回时域，就能重新解耦出对应的TTL信号与数据请求信号。

本说明书实施例的从节点收到的信号，可以通过放大、滤波与比较器整流后得到单极性信号，再利用单稳态触发器实现信号解调。

S106，指定从节点根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

本说明书实施例将反馈信号发送至所述主节点时，若所述数据请求信号为紧急请求数据，对应的反馈信号为紧急请求数据，在数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点；若数据请求信号为非紧急请求数据，对应的反馈信号为非紧急请求数据，在所述数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点。此过程中，只要没有上升沿和下降沿的转变，就可以一直发送和接收同一类型的数据。若发生了上升沿或下降沿的转变，可以等到下一个周期发送和接收同一类型的数据，此时的同一类型的数据是指紧急请求数据或非紧急请求数据。

进一步的，本说明书实施例的主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，可以根据预先设定的从节点的优先级，多个指定从节点依次向主节点发送对应的反馈信号。此时，多个指定从节点可以满足上述对于奇偶从节点的设定，比如，主节点向从节点1与从节点3发送对应的指令信号，从节点1与从节点3在收到指令信号后，可以根据预先设定的从节点优先级，决定哪个从节点先占用单总线发送反馈信号。此时，从节点1的优先级若高于从节点3，先由从节点1向主节点发送对应的反馈信号。从节点3可以实时检测从节点1的状态，若检测到从节点1已完成反馈信号的发送，从节点3可以占用单总线，向主节点发送对应的反馈信号。

上述方案中的主节点与多个从节点的示意图可以参见图5，图中示出了主节点与从节点1、从节点2……从节点5之间的连接关系。

需要说明的是，主节点停止发送数据后的一段时间(该段时间幅值没有波动，为图2的方波信号)，接收数据。各个从节点接收到耦合后的指令信号后，均进行指令信号实时解耦，根据接收到的指令信号向主节点发送反馈信号，此时方波信号耦合了反馈信号，将会出现波动。

需要说明的是，本说明书实施例为了避免信号传输协议产生错误(如当波动幅度超出临界可识别电平)，可以对各个从节点进行奇偶分类。如奇数从节点(1、3、5)接收紧急数据，偶数从节点(2、4、6)接收非紧急数据，紧急数据和非紧急数据(可以通过数据的地址位、频率、幅值大小等进行设定)。上升沿发送非紧急数据包，下降沿发送紧急数据包。这样避免主机在同一时间索取紧急数据和非紧急数据，紧急数据和非紧急数据如果顺序传输，可能会因幅值等原因使得传输协议错误。因设置不正确造成的协议错误举例：在上升沿，主节点发送索要从2和从3数据(该情况是不允许的，因为上升沿规定发送非紧急数据)，从2和从3接收到指令后，两组数据幅值波动不同，可能会超出临界幅值，会造成系统逻辑的不识别，协议会错误。

进一步的，在本说明书实施例中，当主节点在上升沿后发送两组数据包，则从节点可以根据事先规定的优先级(如：从节点分为奇数从节点P₁、P₃、P₅……和偶数从节点P₂、P₄、P₆……。奇数从节点接收数据的优先级规定为P₁>P₃>P₅>……P_2n+1；偶数从节点接收数据的优先级规定P₂>P₄>P₆……P_2n。)进行数据的依次上传。例如，当主节点同时需要从节点2和从节点4的数据，从节点2优先级高于从节点4优先级，则先有从节点2向主节点发送数据，再由从节点4当检测到没有数据上传时(判断方法可以是经过一段时间耦合的数据没有任何波动即识别为发送数据完毕，也可以是其他判断方法)，再发送从节点4的数据。

进一步的，本说明书实施例用到的耦合方式可以为：

两路信号(TTL信号和数据请求信号)为数字信号，需要将两路数字信号转换为与感应耦合信道特性相匹配的指令信号。感应耦合信道可以为线圈通过产生交变的高频电磁场所传递信号。期间，可以采用二进制幅度键控(2ASK)、二进制频率键控(2FSK)与二进制相位键控(2PSK)中的任意一种，考虑到其复杂性、物理尺寸及信道噪声特性，本说明书实施例可以采用2ASK中的OOK进行信号耦合，2ASK、2FSK与2PSK为类型不同的通断键控。

本说明书实施例采用耦合模块来实现信号耦合。将TTL信号和数据请求信号输入耦合模块的两个输入端，并通过耦合模块中模拟开关内置的通断键控，将所述TTL信号和所述数据请求信号转换为与感应耦合信道特性相匹配的指令信号。耦合模块的结构示意图可以参见如图6。图中DATE表示数据请求信号的输入端，UART-TX表示TTL信号的输入端，经过模拟开关后，输出耦合后的信号(可以为指令信号和反馈信号)。

图7为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输装置的结构示意图，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，所述装置包括：信号发送单元702与信号反馈单元704。

信号发送单元702所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

信号反馈单元704所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

图8为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于钻井设备的信号传输设备的结构示意图，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，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：

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信；

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

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根据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 (10)

1.一种基于钻井设备的信号传输方法，其特征在于，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，所述方法包括：

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TTL信号为0-5V的方波信号，所述数据请求信号与所述TTL信号相对应，即所述TTL信号的电平为0V时，所述数据请求信号为第一预设范围的信号，第一所述TTL信号的电平为5V时，所述数据请求信号为第二预设范围的信号，所述第一预设范围为正值，所述第二预设范围为负值，所述系统识别所述第一预设范围的信号对应的指令信号的逻辑电平为0，所述第二预设范围的信号对应的指令信号的逻辑电平为1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设范围的信号设定为紧急请求数据，所述第二预设范围的信号设定为非紧急请求数据；

所述主节点向指定从节点发送所述指令信号时，若所述数据请求信号为紧急请求数据，在所述指令信号的下降沿进行发送；若所述数据请求信号为非紧急请求数据，在所述指令信号的上升沿进行发送。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号之前，所述方法还包括：

设定奇数从节点用于接收紧急请求数据，偶数从节点用于接收非紧急请求数据；

所述主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，所述方法还包括：

若处于所述指令信号的上升沿，判定所述多个指定从节点是否存在奇数从节点，若否，所述主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号；

若处于所述指令信号的下降沿，判定所述多个指定从节点是否存在偶数从节点，若否，所述主节点向所述多个指定从节点发送对应的指令信号。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述反馈信号发送至所述主节点，具体包括：

若所述数据请求信号为紧急请求数据，对应的反馈信号为紧急请求数据，在所述数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点；

若所述数据请求信号为非紧急请求数据，对应的反馈信号为非紧急请求数据，在所述数据请求信号的同周期或下周期将对应的反馈信号发送至所述主节点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主节点向多个指定从节点发送对应的指令信号时，所述方法还包括：

根据预先设定的从节点的优先级，所述多个指定从节点依次向所述主节点发送对应的反馈信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TTL信号和所述数据请求信号耦合为指令信号，具体包括：

将所述TTL信号和所述数据请求信号输入耦合模块的两个输入端，并通过所述耦合模块中模拟开关内置的通断键控，将所述TTL信号和所述数据请求信号转换为与感应耦合信道特性相匹配的指令信号。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TTL信号的频率设定为第一频率，所述数据请求信号的频率设定为第二频率；

所述对所述指令信号进行解耦，具体包括：

对所述指令信号进行FFT变换，在频域解析所述指令信号中所述TTL信号与所述数据请求信号对应的频率，并通过IFFT反变换到时域，得到所述TTL信号与所述数据请求信号。

9.一种基于钻井设备的信号传输设备，其特征在于，所述信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信，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：

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

10.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

信号传输应用于钻井设备的信号传输系统，所述信号传输系统包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点之间通过单总线进行通信；

所述主节点向指定从节点发送由TTL信号和数据请求信号耦合的指令信号，所述数据请求信号为与所述TTL信号周期相同的临界可识别信号，以确保所述系统可识别所述指令信号的逻辑电平，并实时占用所述单总线；

所述指定从节点接收所述指令信号，并对所述指令信号进行解耦，得到所述数据请求信号，根据所述数据请求信号得到回复信号，将所述回复信号与TTL信号进行耦合，得到反馈信号，并将所述反馈信号发送至所述主节点。

Images