[发明专利]一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统

权利要求书

1.一种基于电磁波用于中深井的无线双向通讯系统，其特征在于，所述系统包括井下子系统、地面子系统、电缆和天线；

所述地面子系统包括显示模块、控制模块和第一信号转换模块；

所述井下子系统包括双极性天线、核心处理模块、驱动模块、执行模块、第二信号转换模块和传感器模块；

所述控制模块的第一端与所述第一信号转换模块的第一端连接，所述控制模块的第二端与所述显示模块连接，所述第一信号转换模块的第二端与所述天线连接，所述第一信号转换模块的第三端与所述电缆的一端相连；

所述控制模块用于运行人机交互软件以获取地面指令数字信号，还用于调制所述地面指令数字信号并传输至所述第一信号转换模块，其中，所述地面指令数字信号包含启动信号、标识信号和操作指令信号；

所述第一信号转换模块用于将调制后的地面指令数字信号进行数模转换以得到地面指令模拟信号并传输至所述天线；

所述天线用于将所述地面指令模拟信号发送至所述井下子系统，还用于接收所述井下子系统发送的井下信息模拟信号并传输至所述第一信号转换模块，其中，所述井下信息模拟信号包含温度信号、压力信号和位置信号；

所述第一信号转换模块还用于将所述井下信息模拟信号进行模数转换以得到井下信息数字信号并传输至所述控制模块；

所述控制模块还用于解调所述井下信息数字信号以得到状态信号并传输至所述显示模块，其中，所述状态信号与温度信息、压力信息和位置信息相对应；

所述显示模块用于显示所述状态信号对应的所述温度信息、所述压力信息和所述位置信息；

所述第二信号转换模块包括第一信号转换单元、第二信号转换单元、第三信号转换单元和第四信号转换单元，所述传感器模块包括第一传感器单元和第二传感器单元，所述第一传感器单元包括温度传感器和压力传感器，所述第二传感器单元包括位置传感器；

所述核心处理模块的第一端与所述驱动模块相连，所述驱动模块与所述执行模块相连；

所述核心处理模块的第二端与所述第二信号转换模块相连，其中，所述第一信号转换单元与所述第一传感器单元相连，所述第二信号转换单元与所述第二传感器单元相连，所述第三信号转换单元与所述双极性天线的第一端相连，所述双极性天线的第二端与所述第四信号转换单元相连；

所述温度传感器用于采集所述温度信息，所述压力传感器用于采集所述压力信息，所述位置传感器用于采集所述位置信息；

所述第一传感器单元用于将采集到的所述温度信息和所述压力信息传输至所述第一信号转换单元，所述第二传感器单元用于将采集到的所述位置信息传输至所述第二信号转换单元；

所述第一信号转换单元和所述第二信号转换单元用于将所述温度信息、所述压力信息和所述位置信息进行模数转换以得到所述井下信息数字信号，所述井下信息数字信号包含所述温度信号、所述压力信号和所述位置信号；

所述核心处理模块用于收集并调制所述井下信息数字信号，并将调制后的井下信息数字信号传输至所述第四信号转换单元；

所述第四信号转换单元用于将所述调制后的井下信息数字信号进行数模转换以得到所述井下信息模拟信号并传输至所述双极性天线；

所述双极性天线用于将所述井下信息模拟信号发送至所述地面子系统，还用于接收所述地面子系统发送的所述地面指令模拟信号并传输至所述第三信号转换单元，其中所述地面指令模拟信号包含所述启动信号、所述标识信号和所述操作指令信号；

所述第三信号转换单元用于将所地面指令模拟信号进行模数转换以得到所述地面指令数字信号并传输至所述核心处理模块；

所述核心处理模块还用于解调所述地面指令数字信号以得到所述启动信号、所述标识信号和所述操作指令信号，并将所述标识信号与自身标识码进行对比，响应于所述标识信号与所述自身标识码相同，回传所述自身标识码并与所述地面子系统建立通信通道以持续接收所述地面子系统发送的地面指令数字信号，响应于后续接收到的地面指令数字信号中的标识信号与所述自身标识码相同，通过算法解析所述后续接收到的地面指令数字信号中的操作指令信号以得到有效控制信息，并基于所述有效控制信息控制所述执行模块进行操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面子系统还包括限幅滤波器和功率放大器，所述限幅滤波器和所述功率放大器位于所述第一信号转换模块和所述天线之间，所述第一信号转换模块的第二端与所述限幅滤波器一端相连，所述限幅滤波器的另一端与所述功率放大器的一端相连，所述功率放大器的另一端与所述天线连接。