專利名稱:用于海上地震勘探拖纜的逐級(jí)中繼型命令傳輸方法、傳輸板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及海上地震勘探領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種用于海上地震勘探拖纜的逐級(jí)中繼型命令傳輸方法和傳輸板。
背景技術(shù):
海上地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)是地震勘探中最關(guān)鍵的技術(shù),海上地震勘探作業(yè)要求不失真地接收并記錄與地震相關(guān)的數(shù)據(jù),海上地震數(shù)據(jù)采集必須具有大動(dòng)態(tài)范圍、低噪音、寬頻帶和抑制干擾等能力。地震數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸是海上地震勘探數(shù)據(jù)傳輸中的一項(xiàng)重要技術(shù),它需要在采集期間完成多通道、高分辨地震數(shù)據(jù)的無誤碼實(shí)時(shí)傳輸,具有無誤碼、傳輸速率高、長距離傳輸、串行傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。在海上地震勘探作業(yè)中,都是采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)。一方面是由于不容易控制長距離并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐剑硪环矫媸怯捎诰€纜連接器接插針的數(shù)目有限。地震勘探數(shù)據(jù)采集中,地震數(shù)據(jù)信號(hào)采集獲取后需實(shí)時(shí)進(jìn)行高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。通常采用光纖進(jìn)行地震數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。如圖1所示,圖1是數(shù)字包級(jí)聯(lián)方式示意圖。圖中有N( = 60)個(gè)數(shù)字包相互級(jí)聯(lián),所有數(shù)字包的結(jié)構(gòu)完全相同,并且在上電后系統(tǒng)自動(dòng)按照距離海上勘探船的遠(yuǎn)近由近及遠(yuǎn)按順序編號(hào)。其中0#數(shù)字包,又稱頭包,是最前級(jí)數(shù)字包,通過一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器與勘探船上的記錄與處理系統(tǒng)中的FCI卡(Fiber ChannelInterface Card,光纖通道接口卡)相連。第(N-1)#數(shù)字包,又稱尾包,是最后級(jí)數(shù)字包,可以通過軟件命令關(guān)閉它的輸入光纖。每級(jí)數(shù)字包將當(dāng)前段的采樣數(shù)據(jù)加入包頭信息然后和所有的后級(jí)數(shù)字包累積的采樣數(shù)據(jù)合并后傳送給前級(jí)數(shù)字包。數(shù)字包還可以通過RS-485串行電纜線由前級(jí)向后級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)下行命令,由后級(jí)向前級(jí)傳送狀態(tài)信息。命令傳輸會(huì)出現(xiàn)“I”和“O”占空比變化的情況,這種情況是由于電信號(hào)經(jīng)過長距離的傳輸碼間干擾而沒有中繼加強(qiáng)造成的,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使命令傳輸錯(cuò)誤。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上所述的技術(shù)缺陷,本發(fā)明提供一種用于海上地震勘探拖纜的逐級(jí)中繼型命令傳輸方法和傳輸板,以保證命令傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種逐級(jí)中繼型命令傳輸方法,適用于海上地震勘探拖纜的命令傳輸,其中,該方法包括:拖纜中用于中繼鎖存的數(shù)字包在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特;在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。優(yōu)選地,預(yù)定的時(shí)鐘周期大于由相鄰兩個(gè)帶有中繼鎖存的數(shù)據(jù)包之間碼間干擾引起的占空比飄移的時(shí)間。優(yōu)選地,預(yù)定的時(shí)鐘周期為N個(gè)時(shí)鐘周期,N = 2、3、4。優(yōu)選地,在拖纜的數(shù)字包中等間隔的設(shè)置用于中繼鎖存的數(shù)字包。一種傳輸板,其包含在拖纜的每一個(gè)數(shù)字包內(nèi),包括現(xiàn)場可編程邏輯器件、串并轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊,其中,傳輸板包括:命令接口模塊,其與中繼鎖存模塊相連,用于接收來自上級(jí)傳輸板的下行命令,并將下行命令傳輸至中繼鎖存模塊;中繼鎖存模塊,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。優(yōu)選地,用現(xiàn)場可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)中繼鎖存模塊的中繼鎖存功能。優(yōu)選地,中繼鎖存模塊與串并轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊相連,中繼鎖存模塊用于將所接收到的下行命令發(fā)送至本地?cái)?shù)字包內(nèi)的串并轉(zhuǎn)換模塊;串并轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的并行下行命令發(fā)送給解析模塊;解析模塊用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的并行下行命令進(jìn)行解析。 優(yōu)選地,傳輸板還包括:狀態(tài)信息模塊,用于監(jiān)測本地傳輸板的狀態(tài),將監(jiān)測到的狀態(tài)信息發(fā)送至現(xiàn)場可編程邏輯器件。優(yōu)選地,中繼鎖存模塊包括:延遲單元,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后啟動(dòng)讀取單元;讀取單元,用于在啟動(dòng)后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。優(yōu)選地,延遲單元延遲的預(yù)定的時(shí)鐘周期大于由相鄰兩個(gè)帶有中繼鎖存的數(shù)據(jù)包之間碼間干擾引起的占空比飄移的時(shí)間。優(yōu)選地,預(yù)定的時(shí)鐘周期為N個(gè)時(shí)鐘周期,N = 2、3、4。本發(fā)明由于采取以上所述的技術(shù)方案,其包括以下優(yōu)點(diǎn):命令能夠被實(shí)時(shí)有效、準(zhǔn)確地傳輸,每一級(jí)數(shù)字包都去掉了前級(jí)數(shù)字包的碼間干擾影響,解決了碼間干擾問題。鎖存后發(fā)送的下行命令比從前級(jí)數(shù)字包接收到的下行命令延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期,恢復(fù)了命令數(shù)據(jù)的占空比。
在此說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,本發(fā)明的示例性的實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制;在附圖中:圖1是數(shù)字包級(jí)聯(lián)方式示意圖;圖2是碼間干擾對(duì)前級(jí)數(shù)字包轉(zhuǎn)發(fā)的下行命令產(chǎn)生的誤碼影響的示意圖;圖3是現(xiàn)有技術(shù)的命令傳輸示意圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的命令傳輸方法的傳輸板的電路圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明的逐級(jí)中繼型命令傳輸示意圖;以及圖6是采用本發(fā)明的方法消除碼間干擾對(duì)前級(jí)數(shù)字包轉(zhuǎn)發(fā)的下行命令產(chǎn)生的誤碼影響的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明白,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的各種方式可以相互組合。在海上地震拖纜連到6千米時(shí),發(fā)現(xiàn)命令傳輸會(huì)出現(xiàn)“I”和“O”占空比變化的情況,這種情況是由于電信號(hào)經(jīng)過長距離的傳輸碼間干擾而沒有中繼加強(qiáng)造成的,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使命令傳輸錯(cuò)誤,如圖2所示。碼間干擾是一個(gè)漸變的過程,圖2所示的變化,雖然有碼間干擾,但由于箭頭讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間是在正中間,所以排除了輕微碼間干擾的影響,還能夠讀出正確的數(shù)據(jù)。但是如果不加以修正,數(shù)據(jù)飄移的影響會(huì)累加,最終會(huì)產(chǎn)生誤碼。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果是3000米(30級(jí))電纜不會(huì)產(chǎn)生誤碼,超過3000米就可能出現(xiàn)誤碼。圖3是現(xiàn)有技術(shù)的命令傳輸示意圖,如圖3所示,為了保證一條拖纜上的各個(gè)數(shù)字包盡可能同時(shí)收到命令,而采用命令廣播傳輸?shù)姆绞健1景l(fā)明給出的一個(gè)實(shí)施例的逐級(jí)中繼型命令傳輸方法,如圖5所示,拖纜中用于中繼鎖存的數(shù)字包內(nèi)在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特;在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的所述下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。可選擇地,可以在拖纜的數(shù)字包中等間隔的設(shè)置該用于中繼鎖存的數(shù)字包。預(yù)定的時(shí)鐘周期大于由相鄰兩個(gè)帶有中繼鎖存的數(shù)據(jù)包之間碼間干擾引起的占空比飄移的時(shí)間。預(yù)定的時(shí)鐘周期可以為2或3或4個(gè)時(shí)鐘周期。如圖6所示,本地?cái)?shù)字包的接收只對(duì)下行命令的第一個(gè)沿變敏感,命令后面的各個(gè)bit只按本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取,由于每級(jí)數(shù)字包之間碼間干擾引起的占空比飄移遠(yuǎn)小于三個(gè)時(shí)鐘周期,這樣每級(jí)數(shù)字包都消除了前級(jí)數(shù)字包命令傳輸中引起的占空比漂移,恢復(fù)了命令數(shù)據(jù)的占空比。本發(fā)明還公開一種傳輸板,其包含在拖纜的每一個(gè)數(shù)字包內(nèi),包括現(xiàn)場可編程邏輯器件、串并轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊,其中,傳輸板還可以包括:命令接口模塊,其與中繼鎖存模塊相連,用于接收來自上級(jí)傳輸板的下行命令,并將下行命令傳輸至中繼鎖存模塊;在拖纜中用于中繼鎖存的數(shù)字包內(nèi)的傳輸板中設(shè)置中繼鎖存模塊,可以在拖纜的數(shù)字包中等間隔的設(shè)置用于中繼鎖存的數(shù)字包;中繼鎖存模塊,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。
可選擇地,在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中,中繼鎖存模塊可以包含在現(xiàn)場可編程邏輯器件中,用現(xiàn)場可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)中繼鎖存模塊的中繼鎖存功能。中繼鎖存模塊與本地?cái)?shù)字包內(nèi)的串并轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊相連,中繼鎖存模塊用于將所接收到的下行命令發(fā)送至本地?cái)?shù)字包內(nèi)的串并轉(zhuǎn)換模塊;串并轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的并行下行命令發(fā)送給解析模塊;解析模塊用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的并行下行命令進(jìn)行解析。可選擇地,在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中,傳輸板還可以包括狀態(tài)信息模塊,用于監(jiān)測本地傳輸板的狀態(tài),將監(jiān)測到的狀態(tài)信息發(fā)送至現(xiàn)場可編程邏輯器件。可選擇地,在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中,中繼鎖存模塊可以包括:延遲單元,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后啟動(dòng)讀取單兀;和讀取單元,用于在啟動(dòng)后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。在本發(fā)明的傳輸板的一個(gè)實(shí)施例中,如圖4所示,傳輸板的電路包括:現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)、串并轉(zhuǎn)換模塊(包括串并轉(zhuǎn)換芯片7b923和7b933)、數(shù)據(jù)接口模塊(包括clc012和clcOOl)、命令接口模塊(選用max3490e)、狀態(tài)信息模塊(選用maxl87)和電源。中繼鎖存模塊包含在現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)內(nèi),用現(xiàn)場可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)所述中繼鎖存模塊的中繼鎖存功能。命令接口模塊用于接收下行命令,并將接收的下行命令傳輸至中繼鎖存模塊,經(jīng)過中繼鎖存后,通過命令接口模塊向下級(jí)傳輸板傳輸該下行命令。本地?cái)?shù)字包響應(yīng)下行命令,需要對(duì)接收到的下行命令進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換和解析,串并轉(zhuǎn)換模塊對(duì)下行命令進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換,然后解析模塊對(duì)轉(zhuǎn)換后的并行的下行命令進(jìn)行解析。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,可以在一定距離內(nèi)設(shè)置一個(gè)中繼鎖存模塊。這樣也可以滿足中繼的需求。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,每級(jí)數(shù)字包均設(shè)有中繼鎖存模塊,這樣可以使數(shù)字包能夠安裝在拖纜的任何位置,以任何順序安裝。以上所述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以刻意對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些修改和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種逐級(jí)中繼型命令傳輸方法,適用于海上地震勘探拖纜的命令傳輸,其中,所述方法包括: 所述拖纜中用于中繼鎖存的數(shù)字包在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特; 在讀取完所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取所述下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的所述下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中, 所述預(yù)定的時(shí)鐘周期大于由相鄰兩個(gè)帶有中繼鎖存的數(shù)據(jù)包之間碼間干擾引起的占空比飄移的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中, 所述預(yù)定的時(shí)鐘周期為N個(gè)時(shí)鐘周期,N = 2、3、4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中, 在所述拖纜的數(shù)字包中等間隔的設(shè)置所述用于中繼鎖存的數(shù)字包。
5.一種傳輸板,其包含在拖纜的每一個(gè)數(shù)字包內(nèi),包括現(xiàn)場可編程邏輯器件、串并轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊,其中,所述傳輸板包括: 命令接口模塊,其與中繼鎖存模塊相連,用于接收來自上級(jí)傳輸板的下行命令,并將所述下行命令傳輸至所述中繼鎖存模塊; 所述中繼鎖存模塊,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取所述下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的所述下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸板,其中, 用所述現(xiàn)場可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)所述中繼鎖存模塊的中繼鎖存功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的傳輸板,其中, 所述中繼鎖存模塊與所述串并轉(zhuǎn)換模塊、所述解析模塊相連,所述中繼鎖存模塊用于將所接收到的下行命令發(fā)送至本地?cái)?shù)字包內(nèi)的所述串并轉(zhuǎn)換模塊; 所述串并轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的并行下行命令發(fā)送給所述解析模塊; 所述解析模塊用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的并行下行命令進(jìn)行解析。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸板,其中,還包括: 狀態(tài)信息模塊,用于監(jiān)測本地傳輸板的狀態(tài),將監(jiān)測到的狀態(tài)信息發(fā)送至所述現(xiàn)場可編程邏輯器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸板,其中,所述中繼鎖存模塊包括: 延遲單元,用于在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后啟動(dòng)讀取單元; 讀取單元,用于在啟動(dòng)后讀取所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特,在讀取完所述第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit 之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取所述下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的所述下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳輸板,其中,所述延遲單元延遲的預(yù)定的時(shí)鐘周期大于由相鄰兩個(gè)帶有中繼鎖存的數(shù)據(jù)包之間碼間干擾引起的占空比飄移的時(shí)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳輸板,其中, 所述預(yù)定的時(shí)鐘周期 為N個(gè)時(shí)鐘周期,N = 2、3、4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于海上地震勘探拖纜的逐級(jí)中繼型命令傳輸方法和傳輸板,該方法包括拖纜中用于中繼鎖存的數(shù)字包在監(jiān)測到來自前級(jí)數(shù)字包的下行命令的第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)時(shí),延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期后讀取第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)比特;在讀取完第一個(gè)跳變數(shù)據(jù)的第一個(gè)bit之后,按照本地時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)周期讀取下行命令的所述第一個(gè)bit后面的各bit,并將全部讀取完的下行命令發(fā)送至后級(jí)數(shù)字包。采用本發(fā)明所述的方法,每一級(jí)數(shù)字包都去掉了前級(jí)數(shù)字包的碼間干擾影響,解決了碼間干擾問題。鎖存后發(fā)送的下行命令比從前級(jí)數(shù)字包接收到的下行命令延遲預(yù)定的時(shí)鐘周期,恢復(fù)了命令數(shù)據(jù)的占空比。
文檔編號(hào)G01V1/22GK103197344SQ20131008558
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者曾翔, 朱耀強(qiáng), 黃龍君, 宋克柱, 楊峻峰, 阮福明, 曹平 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司