本发明专利技术公开了一种网络化测井井下仪器主从节点，属于石油勘探领域，包括：主节点，用于接收并下发上位机发送的控制指令，通过向各从节点发送所述控制指令来请求数据；以及建立与维护井下网络连接；从节点，根据所述控制指令完成对测井数据的采集操作；井下交换电路，用于实现所述主节点与从节点的链接以及从节点间的无顺序级联。本发明专利技术还公开了一种网络化测井井下仪器主从节点间指令下发方法和一种网络化测井井下仪器主从节点间上传数据的方法。本发明专利技术采用基于TCP/IP面向连接的以太网协议，且网络通信速率为10Mbps/100Mbps两种，与传统总线通讯方式相比，在提高通讯的可靠性的基础上，提升了通讯速率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油勘探领域，特别涉及。
技术介绍
以太网技术是一种产生较早、使用相当广泛的局域网技术，最初是由Xerox公司研制而成，并且在1980年由DEC公司和Xerox公司的共同努力下，使之形成规范。后来，以太网被作为802.3标准为电气与电子工程师协会(IEEE)所采纳。以太网技术从传输速率上来讲，可以分为IOMbps标准以太网、IOOMbps快速以太网及IOOOMbps高速以太网。作为早期以太网技术，IOMbps以太网所使用的是CSMA/⑶(带有冲突检测的载波侦听多路访问)技术。随着网络技术的发展，传统的标准以太网技术已难以满足日益增长的数据流量速度需求，1995年3月IEEE宣布了 802.3ul00Base_T快速以太网标准。由于快速以太网仍是基于CSMA/CD技术的，所以，当网络负载较重时，会造成通信效率的降低，为了弥补这一缺陷，与网络技术相配套的交换式以太网技术应运而生。在交换式以太网中，交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射关系，并将其写入MAC地址表中。交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定当前数据帧经由哪个端口进行转发。如果数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则会以广播帧的形式向所有端口进行转发。交换机主要包括三方面功能:1、学习，以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放于交换机缓存中的MAC地址表中；2、转发/过滤，当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它将被转发到连接目的节点的端口上而非所有端口；3、消除回路，当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时,允许存在后备路径。此外，以太网可以采用多种连接介质，包括同轴电缆、双绞线及光纤。其中双绞线多用于从主机到交换机的连接；光纤则主要用于交换机间的级联以及交换机到路由器间的点到点链路上；同轴电缆作为早期的主要传输介质，目前已经逐步被淘汰。目前，以太网技术的使用范围大都局限于商业领域，这是由于在商业领域中，网络设备所处的工作环境良好，在空间上的限制较小，温度压力等外部环境因素对网络性能的影响几乎可以忽略不计；而在工业应用中，特别在石油测井系统中，其工作环境往往十分恶劣，高温、高压等外部环境因素往往会对网络通信造成毁灭性打击，同时，由于石油测井仪器均安装在密闭狭小的桶状金属腔体内部，所以，无法像普通的以太网那样，将所有从节点都通过双绞线与单一一台多端口交换机进行星型连接，以实现局域网平台的搭建与配置。在石油测井过程中，井下工作的各支仪器会对地层信息进行实时的采集与处理工作，这些数据从不同方面反映了当前地层所具有的特性，是指导石油勘探开发的重要信息。目前，在石油测井仪器内部，遥测短节主节点与各井下仪器从节点间实现通讯的方式仍旧采用传统的总线通信模式，总线上从节点个数有着严格的限制，系统的可扩充性很低，同时，总线技术传输在传输速率及传输距离上能力有限，当节点间距离变大时，会导致传输速率的降低，更严重的，将会导致节点间通信的失败。因此，总线通讯方式无论在传输速度、传输距离及传输可靠性上都逊色于网络通信。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种，用于将以太网络技术用于测井仪器内部通信领域，以构建高效可靠的测井局域网。本专利技术提供了一种网络化测井井下仪器主从节点，包括:主节点，用于接收并下发上位机发送的控制指令，通过向各从节点发送所述控制指令来请求数据；以及建立与维护井下网络连接；从节点，根据所述控制指令完成对测井数据的采集操作；井下交换电路，用于实现所述主节点与从节点的链接以及从节点间的无顺序级联。本专利技术还提供了一种网络化测井井下仪器主从节点间指令下发方法，包括:上位机向主节点发送网络测井控制命令的命令包；主节点获取到所述命令包后，对命令包进行拆分解码；主节点循环读取所述命令包，并根据命令类型执行相应操作。本专利技术还提供了一种网络化测井井下仪器主从节点间上传数据的方法，包括:在从节点内部，将主节点的IP地址及MAC地址作为目的地址，本地从节点的IP地址及MAC地址作为源地址，将采集到的数据封装成标准的以太网络数据包形式并进行调制编码处理；所述处理后的数据包发送至上端临近的井下网络交换电路中，通过井下网络交换电路的相应端口向目的主节点逐级传输；所述数据包到达主节点后经过解调与解码操作，还原以太网络数据包，并经过TCP/IP协议的处理，去除附加在原始数据上的相关信息后得到从节点发送而来的数据。本专利技术解决了井下仪器内部总线通讯距离的限制，打破了原来总线传输方式下，整串仪器组合测井最大长度40米的限制，将仪器间最大长度扩展为100米，极大地解决了地面调试过程中，距离对测井结果造成的影响；其次，由于采用基于TCP/IP面向连接的以太网协议，且网络通信速率为lOMbps/lOOMbps两种，与传统总线通讯方式相比，在提高通讯的可靠性的基础上，提升了通讯速率，使得原来单只仪器大数据上传需要化整为零，分时分次进行传输的问题彻底得到解决。【附图说明】图1为本专利技术实施例中网络化测井仪器主节点的结构图；图2为本专利技术实施例中网络化测井仪器从节点的结构图；图3为本专利技术实施例中井下网络交换电路的结构图；图4为本专利技术实施例提供的网络化测井井下仪器主从节点间指令下发方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的网络化测井井下仪器主从节点间上传数据方法的流程图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术实施例首先解决了井下仪器内部总线通讯距离的限制，打破了原来总线传输方式下，整串仪器组合测井最大长度40米的限制，将仪器间最大长度扩展为100米，极大地解决了地面调试过程中，距离对测井结果造成的影响；其次，由于采用基于TCP/IP面向连接的以太网协议，且网络通信速率为lOMbps/lOOMbps两种，与传统总线通讯方式相比，在提高通讯的可靠性的基础上，提升了通讯速率，使得原来单只仪器大数据上传需要化整为零，分时分次进行传输的问题彻底得到解决。图1是网络化测井仪器主节点的结构图，主节点就整个测井局域网而言，应该算作一个中间节点，首先，对于测井地面系统计算机来说，它是一个从节点，用于接收测井地面系统计算机下发的命令包；对于井下以太网络而言，一方面，主节点用于轮询调度各以太网从节点，通过向各从节点发送命令来请求数据，从而实现数据的收集与整理工作；另一方面，主节点用于井下网络连接的建立与维护工作，保证主节点与各从节点之间建立稳定可靠的点对点连接。主节点具体包括:采集接口模块，用于接收上位机发送的控制指令，以及向上位机上传采集到的测井数据及从节点工作状态数据。采集接口模块采用Cypress公司生产的CY7C026A双端口RAM芯片。上位机是测井地面系统计算机，在测井地面系统计算机上，安装有采集软件，可以通过以太网口向下发送控制指令。以太网控制及主控处理模块，用于根据接收到的上位机控制指令主动链接、断开相应的测井仪器从节点，并在链接状态下完成测井数据采集。采用Actel公司生产的SmartFusion集成电路芯片。物理链路层接口驱动模块，用于与从节点间的数据传输。采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，包括：主节点，用于接收并下发上位机发送的控制指令，通过向各从节点发送所述控制指令来请求数据；以及建立与维护井下网络连接；从节点，根据所述控制指令完成对测井数据的采集操作；井下交换电路，用于实现所述主节点与从节点的链接以及从节点间的无顺序级联。
【技术特征摘要】
1.一种网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，包括: 主节点，用于接收并下发上位机发送的控制指令，通过向各从节点发送所述控制指令来请求数据；以及建立与维护井下网络连接； 从节点，根据所述控制指令完成对测井数据的采集操作； 井下交换电路，用于实现所述主节点与从节点的链接以及从节点间的无顺序级联。2.根据权利要求1所述的网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，所述主节点具体包括: 采集接口模块，用于接收上位机发送的控制指令，以及向上位机上传采集到的测井数据及测井仪器从节点工作状态数据； 以太网控制及主控处理模块，用于根据所述控制指令主动链接、断开相应的测井仪器从节点，并在链接状态下完成测井数据采集； 物理链路层接口驱动模块，用于与测井仪器从节点间的数据传输。3.根据权利要求2所述的网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，所述主节点进一步包括: 隔离保护模块，用于实现网络节点间的隔离保护作用。4.根据权利要求1、2或3所述的网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，所述从节点具体包括: 物理链路层接口驱动模块，用于实现网络通信所必须的编码译码及同步； 以太网控制及采集处理模块，用于实现对主节点的操作做出正确的响应。5.根据权利要求4所述的网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，所述从节点进一步包括: 隔离保护模块，用于实现网络节点间的隔离保护作用。6.根据权利要求5所述的网络化测井井下仪器主从节点，其特征在于，所述井下网络交换电路具体包括: 井下交换电路核心模块，用于完成封装转发数据包； 物理链路层接口驱动模块，用于将要发送的数据封装为帧并发送到网络上去；接收帧并将帧重新组合成数据，传递到本地井下网络设备上。7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，王炜，武向萍，孙钦涛，程刚，杨晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：
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