本發(fā)明涉及一種地下開采設備的數據處理方法，具體涉及一種遠程傳輸數據處理方法。

背景技術：

1、井下監(jiān)測裝置通過動力電纜與電纜鎧皮、大地構成的回路，將井下測量得到的數據通過模擬信號或數字信號處理成載波，發(fā)送給地面設備解碼，解碼后的數據通過地面設備控制潛油泵機組運行，提升采油、采水效率，保護機組安全，傳輸井況信息。

2、地面設備處理這些載波時，因傳輸信道上存在高低頻干擾，雖然地面設備前端有阻隔交流信號的電抗器和低通濾波器，但當干擾頻率小于等于電抗器和低電通濾波器所能濾除的信號頻率時，低頻干擾信號一部分能夠通過電抗器和低通濾波器，在使用軟件或硬件進行高低電平轉換時，發(fā)生錯誤，將原本是低電平轉換成高電平，從而導致數據錯誤。錯誤的數據會使設備無法正確執(zhí)行命令，降低設備生產效率。當井下設備發(fā)生故障時，會使保護動作不能夠及時發(fā)出，從而對井下設備造成永久性的損壞。

3、另外，地面設備在解碼信號的過程中，必須要判斷信號的高低電平，然后再將其轉換成0和1的二進制數據，同時記錄其高低電平的持續(xù)時間。此外，待解碼信息要能被微處理器捕獲，因此對被捕獲信號的電平有嚴格的限制，比如信號的高電平必須高于一個值，通常是0.7vdd，信號的低電平小于等于0.3vdd。當待解碼信號中含有直流分量超出了高低電平的要求、信號不是常規(guī)的矩形波、出現非線性相位延時，都會造成無法解碼的問題。

技術實現思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種遠程傳輸數據處理方法，它可以從受低頻干擾的信號解析出正確數據，從而使控制器向設備發(fā)送正確命令。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明遠程傳輸數據處理方法的技術解決方案為，包括以下步驟：

3、第一步，傳感器將所采集的數據傳輸給第一控制單元，第一控制單元將該數據轉換成矩形波，得到原始數據信號；原始數據信號具有原始信號頻率；

4、第二步，第一控制單元通過電纜將原始數據信號遠程傳輸至第二控制單元，成為接收數據信號；第二控制單元按采樣頻率對所述接收數據信號進行采樣，獲得由多個數據組成的數據流；

5、在另一實施例中，所述第二步中的采樣頻率為所述原始信號頻率的30～50倍；所述第二控制單元對所述接收數據信號的采樣方法為：根據所述采樣頻率確定采樣周期，每個采樣周期采樣一次。

6、第三步，對第二控制單元所采集的所述數據流進行處理，從中篩選出上升沿數據和下降沿數據；

7、在另一實施例中，所述第三步對所述數據流的處理方法為：

8、將第二控制單元所采集的數據依次放入d個地址；然后舍棄最先采集的第一個數據，將后續(xù)地址上的數據向前移動一格，使最后一個地址空出后放入新采集的數據；如此循環(huán)采樣，使第二控制單元所采集的全部數據從所述d個地址的最后一個地址依次運動至第一個地址；

9、在第二控制單元所采集的全部數據從所述d個地址的最后一個地址至第一個地址的動態(tài)運動過程中，對所述d個地址上相鄰的數據進行比大小；當所述d個地址上的數據符合相鄰地址上的在前數據小于在后數據時，將此刻d個地址上的d個數據作為第一數組，該第一數組為接收數據信號曲線中的上升沿數據；

10、繼續(xù)對所述d個地址上相鄰的數據進行比大??；當所述d個地址上的數據符合相鄰地址上的在前數據大于在后數據時，將此刻d個地址上的d個數據作為第二數組，該第二數組為接收數據信號曲線中的下降沿數據；

11、持續(xù)對所述d個地址上相鄰的數據進行比大??；從所述數據流中篩選出上升沿數據和下降沿數據。

12、在另一實施例中，所述d為5～15。

13、第四步，記錄所述上升沿數據和下降沿數據中上升沿與下降沿之間的時間間隔；將所述上升沿數據和下降沿數據中上升沿至下降沿之間的時間間隔記為x2n,將下降沿至上升沿之間的時間間隔記為x2n+1,其中n為整數；所述時間間隔值按先后順序排列，組成時間間隔數組b；

14、第五步，同步幀識別；依次判定所述時間間隔數組b中各數據的大小，尋找第一個在0.75*t1～1.25*t1之間的數據,將該數據所在地址記為bo；其中，t1為原始信號周期，原始信號周期為所述原始信號頻率的倒數；

15、第六步，二進制數據識別；

16、將時間間隔數組b中地址為bo+1所在的數據及其之后的全部數據作為待解析數組，對待解析數組中的各數據進行識別，依次判斷各數據的大小，直至所有數據都識別完成，得到待解碼數組c；

17、在另一實施例中，所述第六步的識別方法為：

18、當地址為bo+n的數據值滿足在0.75*t1～1.25*t1之間的條件，則將0、0分別放入待解碼數組c的第一、第二個地址中，否則將0放入待解碼數組c的第一個地址中；其中，n為奇數；

19、當地址為bo+m的數據值滿足在0.75*t1～1.25*t1之間的條件，則將1、1分別放入待解碼數組c的下兩個地址中，否則將1放入待解碼數組c的下一個地址中；其中，m為偶數。

20、第七步，曼徹斯特解碼；

21、采用曼徹斯特解碼方法，對待解碼數組c進行解碼，得到解析數組z；

22、在另一實施例中，所述第七步的解碼方法為：將待解碼數組c兩兩分組為多個二元數列，當二元數列為0、1時，記為1；當二元數列為1、0時，記為0；將多個二元數列所轉換的二進制碼依次放入解析數組z的各地址上，得到解析數組z。

23、在另一實施例中，在執(zhí)行所述第七步的解碼過程中，如果遇到二元數列為0、0或1、1的情況時，直接輸出異常信號。

24、第八步，字組合；

25、將解析數組z中的所有數據分組成為多個字，每個字做為一個二進制數；將該二進制數轉換為十進制數，則所述十進制數為校正后的數據。

26、在另一實施例中，將所述第八步中將解析數組z中的每16個數據組成一個字。

27、在另一實施例中，將所述第八步中得到的多個字中的最后一個字作為檢驗碼；采用所述檢驗碼對前面所有的二進制數進行檢驗，校驗完成后的數據即是正確的數據。

28、在另一實施例中，所述遠程的距離為1000米以上。

29、本發(fā)明可以達到的技術效果是：

30、本發(fā)明能夠在井下數據在傳輸過程中受到干擾后，仍能夠正確解碼數據?？刂破鞲鶕景l(fā)明所解析出的數據信號，能夠向設備發(fā)送正確指令，從而使井下設備正確執(zhí)行命令，提高設備生產效率。當井下設備發(fā)生故障時，控制器根據本發(fā)明所解析出的數據信號，能夠向設備及時發(fā)出保護動作指令，避免故障對井下設備造成永久性的損壞。

31、本發(fā)明在解碼過程中不受高低電平的限制，并且對信號上非線性相位延時有很大的容忍性，解碼過程中數據處理量小，對帶寬要求低。

技術特征：

1.一種遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第二步中的采樣頻率為所述原始信號頻率的30～50倍；所述第二控制單元對所述接收數據信號的采樣方法為：根據所述采樣頻率確定采樣周期，每個采樣周期采樣一次。

3.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第三步對所述數據流的處理方法為：

4.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第四步的具體方法為：記錄所述上升沿數據和下降沿數據中上升沿與下降沿之間的時間間隔；將所述上升沿數據和下降沿數據中上升沿至下降沿之間的時間間隔記為x2n,將下降沿至上升沿之間的時間間隔記為x2n+1,其中n為整數；所述時間間隔值按先后順序排列，組成時間間隔數組b。

5.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第五步的具體方法為：依次判定所述時間間隔數組b中各數據的大小，尋找第一個在0.75*t1～1.25*t1之間的數據，將該數據所在地址記為bo；其中，t1為原始信號周期，原始信號周期為所述原始信號頻率的倒數。

6.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第六步的具體方法為：將時間間隔數組b中地址為bo+1所在的數據及其之后的全部數據作為待解析數組，對待解析數組中的各數據進行識別，依次判斷各數據的大小，直至所有數據都識別完成，得到待解碼數組c。

7.根據權利要求6所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第六步中的識別方法為：

8.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述第七步的解碼方法為：將待解碼數組c兩兩分組為多個二元數列，當二元數列為0、1時，記為1；當二元數列為1、0時，記為0；將多個二元數列所轉換的二進制碼依次放入解析數組z的各地址上，得到解析數組z；

9.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，將所述第八步中得到的多個字中的最后一個字作為檢驗碼；采用所述檢驗碼對前面所有的二進制數進行檢驗，校驗完成后的數據即是正確的數據。

10.根據權利要求1所述的遠程傳輸數據處理方法，其特征在于，所述遠程的距離為1000米以上。

技術總結
本發(fā)明公開了一種遠程傳輸數據處理方法，包括以下步驟：第一步，第一控制單元將傳感器將所采集的數據轉換成矩形波，得到原始數據信號；第二步，第一控制單元通過電纜將原始數據信號遠程傳輸至第二控制單元，成為接收數據信號；第二控制單元按采樣頻率對所述接收數據信號進行采樣，獲得數據流；第三步，對所述數據流進行處理，篩選上下沿數據；第四步，根據篩選出的上下沿數據得到時間間隔數組；第五步，尋找時間間隔數組中的地址Bo；第六步，根據地址Bo確定待解析數組，對待解析數組中的各數據進行識別，得到待解碼數組；第七步，曼徹斯特解碼；第八步，字組合。本發(fā)明可以從受低頻干擾的信號解析出正確數據，從而能夠向設備發(fā)送正確命令。

技術研發(fā)人員：丁學光,陸振賢,房其飛,李聚樂,孫超,王雪,陳新源,陸志益
受保護的技術使用者：上海飛舟博源材料科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2