]檢測子站結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括數(shù)據(jù)采集模塊以及與數(shù)據(jù)采集模塊連接的第二無線通信模塊，每個檢測子站的第二無線通信模塊通過無線信道與第一無線通信模塊連接。數(shù)據(jù)采集模塊包括依次電信號連接的地震波傳感器、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)與第二無線通信模塊連接。第二無線通信模塊接收第一無線通信模塊廣播的命令后傳輸至單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)系統(tǒng)控制檢測子站的工作。本實施例中，所用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所用單片機(jī)系統(tǒng)為STM32F103單片機(jī)。
[0024]震源觸發(fā)子站與控制總站連接，用于告訴控制總站可以開始采集數(shù)據(jù)，然后告訴控制總站命令檢測子站采集數(shù)據(jù)。
[0025]為了適應(yīng)野外工作的特點，本發(fā)明中的控制總站、檢測子站和震源觸發(fā)子站都必須輕便，因此不易攜帶大容量電源。所以，低功耗設(shè)計成為電源管理的一個關(guān)鍵問題，由于總站處于主動狀態(tài)，電路結(jié)構(gòu)也相對簡單，所以該模塊的電源管理比較簡單。本實施例針對各檢測子站中的數(shù)據(jù)采集模塊，提供新的低功耗電源，即檢測子站還包括電源模塊，其電源電路如圖4所示，電源模塊為信號調(diào)理電路提供7V電壓，為ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供5V和3.3V電壓，以及分別為STM32F103單片機(jī)和第二無線通信模塊提供3.3V電壓。
[0026]通過本發(fā)明，地震勘探儀在控制總站的控制下工作，系統(tǒng)啟動后，各檢測子站(ED)加入到以控制總站(AP)為中心的網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)建立后，地震勘探儀采用以控制總站為中心的呼叫、應(yīng)答方式控制系統(tǒng)工作。由控制總站發(fā)送命令，檢測子站收到命令后完成相應(yīng)的操作并做出應(yīng)答。具體工作步驟包括:
[0027](I)調(diào)節(jié)檢測子站的發(fā)射功率:網(wǎng)絡(luò)建立后，控制總站測試缺省設(shè)置下各檢測子站上行的信號強(qiáng)度與通信質(zhì)量。
[0028](2)設(shè)置系統(tǒng)工作參數(shù):即設(shè)置測量的采樣率、采樣持續(xù)時間、各采集站前置放大器增益、站點位置、采集的起始時延等。
[0029](3)時鐘同步:檢測中，在地震波激發(fā)的同時，由震源觸發(fā)子站發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令。然而，從激發(fā)到采集子站解析出該命令大約有2ms的時延，且這個時延是不確定的，如果存在信道干擾，時延可能更長，所以必須進(jìn)行時鐘同步。時鐘同步有多種算法，本實施例采用了簡化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以時鐘同步設(shè)計較為方便。由總站發(fā)送時鐘同步命令，發(fā)送該命令時，命令包中附帶總站系統(tǒng)時間戳信息。檢測子站和震源觸發(fā)子站收到命令包時，記錄下本地的時間戳信息。在解析出時鐘同步命令后，各自的系統(tǒng)時鐘與控制總站時鐘對齊，雖然因為數(shù)據(jù)傳輸時延，檢測子站時鐘沒有真正意義上與控制總站對齊，但各檢測子站間是嚴(yán)格對齊的。
[0030](4)時鐘同步完成后，采集子檢測站啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換電路工作，讀取采集數(shù)據(jù)，并保存到緩沖區(qū)，等待采集命令。在單片機(jī)系統(tǒng)外部擴(kuò)展了 1024k字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器作為緩沖區(qū)用于暫存數(shù)據(jù)。該緩沖區(qū)被循環(huán)利用，當(dāng)緩沖區(qū)被用盡后，回到開頭覆蓋前方的數(shù)據(jù)。
[0031](5)時鐘同步完成后，震源觸發(fā)子站激發(fā)人工地震波，同時，震源觸發(fā)子站發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，該命令包含地震波激發(fā)時刻的系統(tǒng)時間戳。檢測子站收到該命令后，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的時間戳和當(dāng)前系統(tǒng)時鐘計算出與地震波激發(fā)時刻的采集數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)的存儲地址，以該地址為起點，后續(xù)數(shù)據(jù)為有效的地震波數(shù)據(jù)。
[0032](6)檢測子站完成設(shè)置采樣數(shù)后，向控制總站發(fā)送采樣完成消息，等待數(shù)據(jù)傳輸命令。
[0033](7)控制總站收到檢測子站的完成采樣信息后，依次向各檢測子站調(diào)取采集數(shù)據(jù)，并繪制圖形，工作人員判斷測試的有效性。
[0034]本發(fā)明適用于多道瞬態(tài)面波勘探、檢測；工程測震分析評價；地震反射波、折射波勘查；彈性波CT檢測與測井；水域與陸域高密度地震映像勘查；錨桿檢測；粧基檢測。
【主權(quán)項】
1.一種多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，其特征在于，包括: 控制總站，包括微型計算機(jī)以及與所述微型計算機(jī)連接的第一無線通信模塊； 多個檢測子站，每個檢測子站包括數(shù)據(jù)采集模塊以及與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接的第二無線通信模塊，每個檢測子站的第二無線通信模塊通過無線信道與所述第一無線通信模塊連接；以及 震源觸發(fā)子站，與控制總站連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，其特征在于:所述控制總站還包括嵌入式微程序控制器，嵌入式微程序控制器連接在微型計算機(jī)與第一無線通信模塊之間，用于驅(qū)動第一無線通信模塊將微型計算機(jī)產(chǎn)生的命令廣播出去。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次電信號連接的地震波傳感器、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)與所述第二無線通信模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述單片機(jī)系統(tǒng)為STM32F103單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，其特征在于:所述檢測子站還包括電源模塊，該電源模塊分別與信號調(diào)理電路、ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、STM32F103單片機(jī)和第二無線通信模塊連接，為信號調(diào)理電路提供7V電壓，為ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供5V和3.3V電壓，以及分別為STM32F103單片機(jī)和第二無線通信模塊提供3.3V電壓。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)卣鸩碧絻x，它包括：控制總站，包括微型計算機(jī)以及與所述微型計算機(jī)連接的第一無線通信模塊；多個檢測子站，每個檢測子站包括數(shù)據(jù)采集模塊以及與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接的第二無線通信模塊，每個檢測子站的第二無線通信模塊通過無線信道與所述第一無線通信模塊連接；震源觸發(fā)子站，與控制總站連接。本發(fā)明所用控制總站、多個檢測子站、震源觸發(fā)子站結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，所用電子元器件功率小，耗電量低，無需配帶額外的蓄電池。且整個地震儀重量輕，便于攜帶。
【IPC分類】G01V1/18
【公開號】CN105137477
【申請?zhí)枴緾N201510570553
【發(fā)明人】肖柏勛, 李太全, 劉玉, 金彥, 葉輝, 佘建峽, 周超, 張佩, 劉黎
【申請人】武漢市工程科學(xué)技術(shù)研究院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月9日