一种声控司钻显示器制造技术

本发明专利技术公开了一种声控司钻显示器，包括：声音采集发送系统，其采集声音信号，对采集到的声音信号进行检波处理得到声音峰值电压，并将声音峰值电压转换成数字信号作为声音信号强度数据输出；数据处理及控制系统，其接收声音信号强度数据，对该声音信号强度数据进行语音识别，解析出声音信号发出的指令，再对该指令进行指令编码并发送到地面接收机，使该地面接收机执行相应操作；驱动单元，其驱动显示屏显示，并将地面接收机发送的数据传输到显示屏中；显示屏，其显示实时的随钻测量数据及来自地面接收机发送的数据。本发明专利技术通过语音建立钻井平台与定向房数据双向通信，实现了实现司钻人员与定向工程师之间及时有效的沟通。

【技术实现步骤摘要】
一种声控司钻显示器
本专利技术属于用于油田、矿山等行业的随钻测量仪器地面部分的专业设备之一，尤其涉及一种采用声控技术在钻井平台与井场控制房之间获取井下仪器测量数据并显示的设备。
技术介绍
众所周知，司钻显示器是司钻人员在石油钻井平台现场操作时获取井下仪器测量数据结果的重要途径，指导司钻人员的现场操作，并给司钻人员操作带来便利条件。现有技术中，关于司钻显示器的专利不多，申请号为201410161041.9的对比文件中，给出了一种自适应环境变化的司钻显示器，是一种采用通过光线传感器感知外界环境的光强度，实时的调整显示器屏幕的对比度以及背光灯的亮度的司钻显示器；申请号为201220634594.8和201220061222.0的对比文件中，只给出了一种司钻显示器的密封结构和装置，申请号为201520353215.1的对比文件给出了一种司钻显示的壳体。目前，普遍使用的司钻显示器只是被动的接收地面接收系统处理完成后的井下测量数据并显示，但无法与地面系统建立双向通信，从而无法实现司钻人员与定向工程师之间及时有效的沟通。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够与地面系统建立双向通信，实现司钻人员与定向工程师之间及时有效的沟通的司钻显示器。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种声控司钻显示器，包括：声音采集发送系统，其采集声音信号，对采集到的声音信号进行检波处理得到声音峰值电压，并将声音峰值电压转换成数字信号作为声音信号强度数据输出；数据处理及控制系统，其接收所述声音信号强度数据，对该声音信号强度数据进行语音识别，解析出所述声音信号发出的指令，再对该指令进行指令编码并发送到地面接收机，使该地面接收机执行相应操作；驱动单元，其驱动显示屏显示，并将所述地面接收机发送的数据传输到显示屏中；显示屏，其显示实时的随钻测量数据及来自地面接收机发送的数据。优选地，所述声音采集发送系统包括：麦克风，其接收并发大声音信号，并将放大后的声音信号输出；声音检波电路，其对放大后的声音信号进行检波处理，得到声音峰值电压；A/D变换及控制电路，其对所述声音峰值电压进行模数转换，转换成数字信号作为声音信号强度数据输出。优选地，所述声音检波电路包括输入端电压跟随器、二极管峰值检波器和输出端电压跟随器。优选地，所述输入端电压跟随器为射极跟随器，所述输出端电压跟随器为运放跟随器，所述二极管峰值检波电路由二极管和电容组成。优选地，所述A/D变换及控制电路包括控制芯片、模数转换芯片、可编程逻辑芯片、电平转换芯片和锁存器。优选地，所述数据处理及控制系统采用MC9S系列控制芯片实现。优选地，所述数据处理及控制系统采用HMM语音识别模型进行语音识别，解析出声音信号发出的指令。优选地，所述数据处理及控制系统采用线性预测系数进行特征参数提取。优选地，所述驱动单元包括光电隔离电路、整形电路和功率放大电路。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术提供了一种采用声控技术控制的司钻显示器，通过语音建立钻井平台与定向房数据双向通信，实现了实现司钻人员与定向工程师之间及时有效的沟通。与现有技术相比，该司钻显示器具有使用方便，操作简单，智能化更高等特点，更加适合在井场环境下工作。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术的技术方案而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为根据本专利技术实施例的声控司钻显示器100的结构框图；图2为根据本专利技术实施例的声音检波电路114的电路图；图3为根据本专利技术实施例的A/D变换及控制电路116的结构框图；图4为根据本专利技术实施例的语音信号的声道模型示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。(实施例)本专利技术实施例提供一种采用声控技术控制的司钻显示器，图1为根据本专利技术实施例的声控司钻显示器100的结构框图。下面参考图1对本专利技术实施例的声控司钻显示器的各个结构组成和功能进行详细说明，如图1所示，该司钻显示器100主要包括声音采集发送系统110、数据处理及控制系统120、驱动单元130和显示屏140等几大部分，其中声音采集发送系统110为声控司钻显示器100的核心。(声音采集发送系统110)如图1所示，声音采集发送系统110主要包括：麦克风112、声音检波电路114和A/D变换及控制电路116。声音采集发送系统110采集声音信号，对采集到的声音信号进行检波处理得到声音峰值电压，并将声音峰值电压转换成数字信号进行输出。(麦克风112)麦克风112，其采集并放大声音信号，随后将放大后的声音信号输出到声音检波电路114。麦克风112优选使用高灵敏度并有放大功能的设备，且具有+9V电源输入，输出为最大5V的音频信号。(声音检波电路114)声音检波电路114对放大后的声音信号进行检波处理，得到声音峰值电压。声音建波电路114主要包括输入端电压跟随器、二极管峰值检波器和输出端电压跟随器。通过输入端电压跟随器接收放大后的声音信号，随后经二极管峰值检波器把交流的声音信号变为直流的电压信号，再输入到输出端电压跟随器进行缓冲、输出。电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，是最常用的阻抗变换和匹配电路。电压跟随器常用作电路的输入缓冲级和输出缓冲级，作为整个电路的高阻抗输入级，可以减轻对信号源的影响。作为整个电路的低阻抗输出级，可以提高带负载的能力。在本例中，输入端电压跟随器是由三极管9013构成的，该输入端电压跟随器也可以称为射极跟随器。输出端电压跟随器是由运算放大器(简称运放)构成的，该输出端电压跟随器也可以称为运放跟随器。如图2所示，二极管峰值检波电路由二极管D和电容C1组成。一般要求输入信号的幅度在0.5V以上，因为二极管D处于大信号状态，故又称大信号检波器。这里输入的声音信号是大信号，在本领域中，所谓“大信号”是指音频信号幅度为伏的数量级信号。通过调整Rp电阻的阻值使得在不同背景噪声信号时的输出信号基本接近。在由二极管D和电容C1构成的二极管峰值检波电路中，其中的电容Cl起着充放电的作用。当在信号正半周内，二极管D导通，电容C1充电，因二极管D的正向导通电阻为Rd很小，所以充电时间常数Rd*Cl也较小，电容C1两端电压被快速充高。在信号负半周内，二极管D截止，C1通过电阻R1和R2放电，由于R1端接运放，其电阻非常大，放电非常缓慢，可以不考虑它的影响，所以只要考虑C1、R2放电回路，放电常数为R2*CI，这里R2也取较大值，使电容慢慢放电，这样最大的声音信号值被保存了下来，同时也满足了低速的AD变换器件的要求。使用运放组成电压跟随器，满足了高输入电阻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声控司钻显示器，包括：声音采集发送系统，其采集声音信号，对采集到的声音信号进行检波处理得到声音峰值电压，并将声音峰值电压转换成数字信号作为声音信号强度数据输出；数据处理及控制系统，其接收所述声音信号强度数据，对该声音信号强度数据进行语音识别，解析出所述声音信号发出的指令，再对该指令进行指令编码并发送到地面接收机，使该地面接收机执行相应操作；驱动单元，其驱动显示屏显示，并将所述地面接收机发送的数据传输到显示屏中；显示屏，其显示实时的随钻测量数据及来自地面接收机发送的数据。

【技术特征摘要】
1.一种声控司钻显示器，包括：声音采集发送系统，其采集声音信号，对采集到的声音信号进行检波处理得到声音峰值电压，并将声音峰值电压转换成数字信号作为声音信号强度数据输出；数据处理及控制系统，其接收所述声音信号强度数据，对该声音信号强度数据进行语音识别，解析出所述声音信号发出的指令，再对该指令进行指令编码并发送到地面接收机，使该地面接收机执行相应操作；驱动单元，其驱动显示屏显示，并将所述地面接收机发送的数据传输到显示屏中；显示屏，其显示实时的随钻测量数据及来自地面接收机发送的数据。2.根据权利要求1所述的声控司钻显示器，其特征在于，所述声音采集发送系统包括：麦克风，其接收并发大声音信号，并将放大后的声音信号输出；声音检波电路，其对放大后的声音信号进行检波处理，得到声音峰值电压；A/D变换及控制电路，其对所述声音峰值电压进行模数转换，转换成数字信号作为声音信号强度数据输出。3.根据权利要求2所述的声控司钻显示器，其特征在于，所述声...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立双，陈晓晖，高炳堂，胡越发，郑俊华，宋朝晖，杨春国，钱德儒，王磊，宗艳波，考爽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11