系统采用异步串行通信方式传输测量数据，录井无线数据传输的工作流程大致如下：

　　·仪器房主计算机发出命令，要求某个现场无线采集传输模块采集信号并上传数据；

　　·相应的现场无线采集传输模块接收到命令后采集被测参数信号并把处理后数据发送到主计算机；

　　·该现场无线采集传输模块上传数据之后进入等待状态，直到监控计算机巡检完所有的无线采集模块后再次向该采集传输模块发出命令。

　　系统是一点对多点通信，需要进行数字电台与单片机、终端主控机的通信协议的设计。

　　数传电台24XStream点对点之间有固有的通信协议，具有自己的帧格式标准，对所传输数据采用CRC校验。对用户来说，数据传输是透明的[3]。用户可以根据应用系统要求，在外部再封装一层自己的协议，进一步提高数据准确性。

　　本系统采取9600bit/S串口通信速率。单片机读取到前端数据后，首先将数据打包、加帧头、加校验码和填充数据以构成传输帧，而后将数据经由串行口发送至无线传输电台，在2.4GHz的频段上调制后以9600bit/S的数据率进行无线发射。

　　由于录井数据采集与传输节点个数有多个，而且在录井过程中是同时在工作的，为了保证数据传输的实时性，要实现轮循工作。赋予每个节点一个地址，在每帧数据中引入了对每块数据采集板的编号，即给每块采集板赋予不同的地址，按地址循环访问，构成一个由一台主机和多个传感器节点组成的通信网络[4]。上位机访问节点时就发出相应地址命令，下位机将数据封装为一个帧，将地址字节作为该帧帧头，上位机根据帧头分离数据类型，将收到的数据分别存储到对应的数据库，做数据的处理和解释。

　　通信首先必须实现正确双方的正确握手，令上位机电台站发送一个字节地址，下位机在收到1个字节后与本节点原始固定地址进行比较验证，地址与本节点地址相符后，即验证通过，握手成功，表示上位机有数据发送请求，下位机准备数据读取的动作，之后上传实际测量的物理量字节；如没有收到本节点地址信息，则未通过，不会启动上传数据程序。规定一帧数据包含6个字节，第1个字节是数据源地址标识，第2、3、4个字节是对应物理量的十六进制表示值，第5个字节是铅酸蓄电池电压值，最后一个字节是和校验字节，系统中采用和校验，对一帧数据的前5个字节进行加和运算。上位机收到一帧数据后，进行同样的运算，将运算结果同本帧数据的最一个字节进行比较，如若相同，则数据正确；如若不同，表示该帧数据出错，予以丢弃。

　　现场应用试验证明，在录井系统这种数据传输速率要求不高，数据量不大的应用情况下，以上协议可以满足系统要求。

录井无线传输系统的低功耗设置与测试

　　现场录井采集传输模块采用“太阳能电池板+可充电电池”的无线供电技术。为了不影响录井作业，需要电源能够不间断地提供所需。在夜间用电池储存的电能来供给无线采集传输模块的运行，遇到连续阴雨天时必须保证无线采集传输模块至少工作三天。在给定可充电电池的容量和太阳能电池板的功率的条件下，应当采用合理的设计手段，尽可能降低系统功耗。除了考虑数据采集板器件的低功耗选型和设计外，系统工作模式的设置也非常重要。

　　影响无线收发电路功耗的因素很多，包括节点采用的调制模式、数据率、发射功率和操作周期等。从系统工作过程可以看出，单个现场无线采集传输模块，它并没有一直在工作，在一个巡检周期的大部分时间里它处在等待状态。例如一个小型录井仪一般有5个现场节点，要求每秒钟对每个节点采样一次，即巡检周期为1秒。而录井数据传输量并不大，一般主计算机发出的命令为1个字节，无线采集传输模块每次上传的有效数据为4个字节，包括其他信息在内也不超过12个字节。以每次上传12个字节，通信波特率为9600计算，一次数据通信用时为T=12*8/9600=0.01s,即单个无线采集传输模块与主计算机每次通信至多为10ms，在剩下的超过900ms的时间里无线采集传输模块处在空闲状态。

　　24XStream电台具有4种工作模式，即发送、接收、空闲和睡眠状态，每种工作模式下的电流消耗见表1。

表1 无线数传电台的功耗特性

从表1中数据可以看出，电台在发射时的电流很大，在空闲状态的电流消耗与接收状态一样。也就是说不管是工作状态还是空闲状态，其电流消耗都不低于90mA。而在睡眠状态时，仅有6mA的电流消耗。如果让无线采集传输模块在900ms没有数据收发的空闲时间里处于睡眠状态，可以大大降低系统的功耗。