[发明专利]一种随钻井下仪器的通用协议转换装置

说明书

本发明公开了一种随钻井下仪器的通用协议转换装置，包括，信号隔离电感、DC/DC转换器、测量仪器的供电开关、测量仪器的供电电流检测单元、数据处理单元、中央控制单片机、CAN总线收发器和485总线收发器；有益效果是，通过本发明的通用协议转换装置，在采用曼切斯特编码方式的主控设备与井下采用485/CAN总线的测量设备之间直接实现通讯连接。为了降低功耗，既可根据需求控制测量设备的供电，当测量仪器出现故障或电流过大时，也可以切断测量仪器的供电与通讯，保证测量仪器的故障不会对整个井下仪器产生影响；可以降低测量仪器的设计难度，也便于井下测量仪器开发和调试，本装置转换速度快，扩展性好，具有很大的实用意义。

技术领域

本发明涉及油气钻井随钻井下仪器与地面之间，以及随钻井下仪器之间的通讯技术领域，特别涉及采用曼切斯特编码方式的仪器与采用485/CAN总线通讯方式的测量仪器之间的通讯，实现对随钻井下仪器各测量仪器的通讯连接。

背景技术

工业现场及仪器间的数据通讯可采用多种协议来完成，油气钻井随钻测量仪器采用曼切斯特编码方式使用较多，这种方式一般采用单芯总线来完成通讯和电源的连接，简化了仪器间的机械与电器连接，但是，在测量仪器设计时，大多采用通用的串口来完成和其他测量仪器的通讯，比如，485总线，CAN总线等。为便于将采用485/CAN总线的测量仪器挂接到采用曼切斯特编码方式的随钻井下其他仪器中，通用协议转换装置是一个必要的组成部分。目前，市场上迫切需求直接可采用的通用协议转换装置产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种直接可采用的随钻井下仪器通用协议转换装置。

本发明所采用的技术方案是，一种随钻井下仪器的通用协议转换装置，包括，信号隔离电感、DC/DC转换器、测量仪器的供电开关、测量仪器的供电电流检测单元、数据处理单元、中央控制单片机、CAN总线收发器和485总线收发器；曼切斯特码单芯总线一路通过所述的数据处理单元与中央控制单片机相互电连接，曼切斯特码单芯总线的另一路通过信号隔离电感与DC/DC转换器电连接，DC/DC转换器提供给本发明工作所需的低压电源，所述的隔离电感还通过测量仪器的供电开关和测量仪器的供电电流检测单元为井下测量仪器提供电力，测量仪器的供电开关、测量仪器的供电电流检测单元分别与中央控制单片机电连接，中央控制单片机分别与CAN总线收发器、485总线收发器电连接。

所述的数据处理单元，包括，曼切斯特码通讯变压器、曼切斯特码信号驱动器、曼切斯特码信号鉴别器和曼切斯特编码/解码单元，所述的曼切斯特码通讯变压器通过曼切斯特码信号鉴别器与曼切斯特编码/解码单元电连接，曼切斯特编码/解码单元还通过曼切斯特码信号驱动器与曼切斯特码通讯变压器电连接，曼切斯特编码/解码单元与中央控制单片机之间以SPI总线方式通讯。

所述的中央控制单片机采用的集成电路是STM32F042 32位ARM控制器， DC/DC转换器采用36S5V0和36S3V3模块，测量仪器的供电电流检测单元采用的集成电路U7是MAX4080，曼切斯特码信号驱动器采用的三极管Q1、Q2，三极管Q1、Q2组成推挽功放，曼切斯特码信号鉴别器采用的集成电路U3是MAX485，曼切斯特码编码/解码单元采用的集成电路U2是MACHESTER模块，CAN总线收发器采用的集成电路U6是TJA1050，485总线收发器采用的集成电路U4是MAX485。

本发明的有益效果是，通过本发明基于单片机组成的随钻井下仪器通用协议转换装置，在采用曼切斯特编码方式的主控设备与井下采用485/CAN总线的测量设备之间直接实现通讯连接。为了降低功耗，既可根据需求控制测量设备的供电，同时，当测量仪器出现故障或电流过大时，也可以切断测量仪器的供电与通讯，保证测量仪器的故障不会对整个井下仪器产生影响；通过本专用协议转换仪器，可以降低测量仪器的设计难度，也便于井下测量仪器开发和调试，本装置转换速度快，扩展性好，具有很大的实用意义。

附图说明

图1为本发明通用协议转换装置在随钻测井仪器中的位置示意图；