数据传输装置、数据传输系统及数据传输方法与流程

1.本发明涉及油田数据传输技术领域，是一种数据传输装置、数据传输系统及数据传输方法。


背景技术：

2.目前在油田开发建设过程中，常用自动化数据及视频图像的采集、传输方式有：一是采用光纤传输；二是采用网桥；三是采取数据电台等。第一种方式的投资成本较大。而后两种方式均为使用基站 终端的星型传输网络模式进行自动化数据及视频监控图像传输。此方式存在网络稳定性差，可靠性不够，经常出现数据传输掉包的现象。在运行过程中，一旦中心节点出现故障，其节点承担的单点数据将无法传输，甚至造成大面积的网络中断，严重影响生产数据监控，为确保数据的稳定和畅通而投入维护费用非常大。同时，对于临时作业场景，网络的可扩展性也较弱，导致对作业人员和现场缺乏有效的监督。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种数据传输装置、数据传输系统及数据传输方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有油田数据采集中的数据传输装置存在的不能自主完成路由选择的问题，进一步解决现有油田数据采集时单一布局的数据传输方式存在网络故障时易造成大面积传输中断的问题。
4.本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种数据传输装置，包括自组网控制单元、中间收发处理单元和天线单元；自组网控制单元，完成路由判断和选择，并对中间收发处理单元进行管理；中间收发处理单元，完成数据的处理及收发；天线单元，完成数据的传递。
5.下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：上述自组网控制单元包括多跳自适应传输模块、梯度路由选择模块和无线链路感知模块；无线链路感知模块，快速感知无线信号的变化，控制基带实现自适应调制；梯度路由选择模块，确定不同路由的综合权值，进行局部数据传输路由的路径选择；多跳自适应传输模块，根据无线链路感知模块和梯度路由选择模块的控制结果，对路由跳数进行自适应调整。
6.上述中间收发处理单元包括滤波模块、收发信模块、变频模块和功率放大模块；依次经过自组网控制单元、收发信模块、变频模块、功率放大模块和天线单元，完成数据发送；依次经过天线单元、变频模块、收发信模块、滤波模块和自组网控制单元，完成数据接收；
自组网控制单元分别与滤波模块、收发信模块、变频模块连接，完成对于滤波模块和变频模块的管理，及数据的收发。
7.本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种数据传输系统，包括多个数据传输装置，数据传输装置设置在各个dtu及rtu处，并通过dtu的通信接口或rtu的通信接口与dtu或rtu连接。
8.本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种数据传输方法，包括：某一数据传输装置接收对应dtu或rtu传输的数据，其中数据包括油井采油工艺数据和监控视频数据；该数据传输装置通过自组网控制单元进行路由判断和选择；该数据传输装置通过中间收发处理单元和天线单元，将数据传输至所选路由对应的数据传输装置；不断重复上述过程，直至将数据传输至油田监控中心。
9.上述数据传输装置通过自组网控制单元进行路由判断和选择，包括：通过无线链路感知模块快速感知无线信号的变化，控制基带实现自适应调制；通过梯度路由选择模块确定不同路由的综合权值，进行局部数据传输路由的路径选择；通过多跳自适应传输模块根据无线链路感知模块和梯度路由选择模块的控制结果，对路由跳数进行自适应调整。
10.本发明的数据传输装置能自动完成下一节点的路由选择，从而实现最优传输路径的自动选择。多个数据传输装置实现了多跳传输组网，实现多条数据传输路径冗余互备，自动选择最优路径，大大提高网络可靠性，确保数据的实时稳定可靠传输，实现生产安全环保，生产管理标准。当某些装置或路径发生故障，其他装置还可以继续工作及自动组网，也可以随时增加或减少装置。
附图说明
11.附图1为本发明装置的电路结构示意图。
12.附图2为本发明装置的路由选择逻辑结构示意图。
13.附图3为本发明方法的流程示意图。
14.附图4为本发明实施例5的一种路由选择示意图。
15.附图5为本发明实施例5的又一种路由选择示意图。
具体实施方式
16.本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
17.下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：实施例1，如附图1所示，本发明实施例公开了一种数据传输装置，包括自组网控制单元、中间收发处理单元和天线单元；自组网控制单元，完成路由判断和选择，并对中间收发处理单元进行管理；中间收发处理单元，完成数据的处理及收发；
天线单元，完成数据的传递。
18.本实施例的数据传输装置能实现数据接收与发送，即天线单元接收数据，通过中间收发处理单元传输至自组网控制单元，自组网控制单元进行路由判断和选择（判断可为判断不同路由的综合权值，选择可为根据各个路由的综合权值，确定各个路由的优先级，选择优先级最高的路由），自组网控制单元再依次通过中间收发处理单元和天线单元将数据传输至所选路由对应的设备。
19.本实施例能自动完成下一节点的路由选择，从而实现最优传输路径的自动选择，故而能自动避开故障路由，有效保证数据传输的稳定性和可靠性。
20.实施例2，如附图1、2所示，本发明实施例公开了一种数据传输装置，包括自组网控制单元、中间收发处理单元和天线单元；自组网控制单元包括无线链路感知模块、梯度路由选择模块和多跳自适应传输模块；无线链路感知模块，快速感知无线信号的变化，控制基带实现自适应调制；这里无线链路感知模块完成多网络环境状况的探测，根据无线信号的变化（获得无线信号的变化即为确定各个网络环境状况下无线信号链路质量数据）控制基带，从而实现无线信号的自适应调制；梯度路由选择模块，确定不同路由的综合权值，进行局部数据传输路由的路径选择；这里路由的综合权值的计算过程为现有公知技术，不再赘述；多跳自适应传输模块，根据无线链路感知模块和梯度路由选择模块的控制结果，对路由跳数进行自适应调整；这里对路由跳数进行自适应调整，以此达成维持网络稳定和可用的目标。
21.所述中间收发处理单元包括滤波模块、收发信模块、变频模块和功率放大模块；依次经过自组网控制单元、收发信模块、变频模块、功率放大模块和天线单元，完成数据发送；依次经过天线单元、变频模块、收发信模块、滤波模块和自组网控制单元，完成数据接收；自组网控制单元分别与滤波模块、收发信模块、变频模块连接，完成对于滤波模块和变频模块的管理，及数据的收发。
22.上述滤波模块、收发信模块、变频模块和功率放大模块可分别为滤波器、收发信器、变频器和功率放大器。自组网控制单元完成对于滤波模块和变频模块的管理，即为对滤波器的滤波范围由进行设定和控制、对变频器变换工作频率的行为进行管理。
23.实施例3，本发明实施例公开了一种数据传输系统，包括多个数据传输装置，数据传输装置设置在各个dtu及rtu处，并通过dtu的通信接口或rtu的通信接口与dtu或rtu连接。
24.上述在各个dtu及rtu处均设置有数据传输装置，且每个数据传输装置均可以自动选择最优传输路径，故而本实施例的数据传输系统实现了多跳传输组网，实现多条数据传输路径冗余互备，自动选择最优路径，大大提高网络可靠性，确保数据的实时稳定可靠传输，实现生产安全环保，生产管理标准。当某些装置或路径发生故障，其他装置还可以继续工作及自动组网，也可以随时增加或减少装置。
25.实施例4，如附图3所示，本发明实施例公开了一种数据传输方法，包括：步骤s101，某一数据传输装置接收对应dtu或rtu传输的数据，其中数据包括油井采油工艺数据和监控视频数据；步骤s102，该数据传输装置通过自组网控制单元进行路由判断和选择；步骤s103，该数据传输装置通过中间收发处理单元和天线单元，将数据传输至所选路由对应的数据传输装置；步骤s104，不断重复上述过程，直至将数据传输至油田监控中心。
26.上述步骤s102中，数据传输装置通过自组网控制单元进行路由判断和选择，包括：1、通过无线链路感知模块快速感知无线信号的变化，控制基带实现自适应调制；2、通过梯度路由选择模块确定不同路由的综合权值，进行局部数据传输路由的路径选择；3、通过多跳自适应传输模块根据无线链路感知模块和梯度路由选择模块的控制结果，对路由跳数进行自适应调整。
27.实施例5，路由a、b、c、d、e处均设置有数据传输装置，进行多跳传输组网，其数据传输过程可如下所示；如附图4所示，t时刻，建立油井a点至监控中心e点的路由为a-b-c-e，数据由a发往b，再经由c转发至e，完成数据传输；如附图5所示，t δt时刻，b点按转发路由向c点转发报文，而此刻c点故障，数据即可转至d，再由d转发至e，各传输汇聚点装置主备冗余，主装置发生故障马上自动切入备用装置保证数据传输的连续性和稳定性。
28.以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。