一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及地球物理探測儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應用于地質(zhì)勘探、工程、環(huán)境、災害地質(zhì)調(diào)查中。目前，在電磁探測領(lǐng)域，瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要對在不同環(huán)境下采集到的數(shù)據(jù)進行實時顯示、保存和復雜的算法分析，有時還需要對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、繪圖、打印等，現(xiàn)有儀器多采用液晶顯示屏作為用戶界面，其功耗大、體積重、成本造價昂貴、功能單一、無法進行數(shù)據(jù)處理等弊端，已經(jīng)不能滿足實際測量工作中多樣性、多功能及便攜性的需要。因此，友好便捷、功能更強的操作終端及用戶操作界面軟件是電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展所必不可少的一部分。虛擬儀器技術(shù)是隨著PC技術(shù)發(fā)展應運而生的，是計算機技術(shù)和儀器控制、測試測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用虛擬儀器技術(shù)實現(xiàn)的用戶操作界面軟件在組成和改變儀器的功能和技術(shù)性能方面具有極大的靈活性與經(jīng)濟性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在手持式操作終端(如平板電腦)上實現(xiàn)對瞬變電磁接收機的參數(shù)設(shè)置及采集電磁數(shù)據(jù)的處理和顯不O
[0004]為了實現(xiàn)上述功能，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:提供了一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由瞬變電磁接收機與發(fā)射機、無線網(wǎng)絡和手持式操作終端構(gòu)成；所述的瞬變電磁接收機與發(fā)射機通過所述的無線網(wǎng)絡與所述手持式操作終端之間進行通信。
[0005]以上所述的無線網(wǎng)絡支持藍牙、W1-Fi兩種無線通信鏈路。
[0006]以上所述的手持式操作終端采用是便攜式移動終端，便于在野外實地作業(yè)時快速移動和隨身攜帶。
[0007]以上所述的手持式操作終端采用的便攜式移動終端是平板電腦。
[0008]以上所述手持式操作終端平臺軟件是Windows操作系統(tǒng)。
[0009]本實用新型基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0010]1、本實用新型采用虛擬儀器技術(shù)，建立圖形化的“虛擬”操作面板，來實現(xiàn)對瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制、顯示、通信等功能，使儀器變得更加易用；同時，操作平臺界面友好，功能全面，具有很強的實用性；
[0011]2、本實用新型提供了一種不同于現(xiàn)有電磁探測儀一體化設(shè)計的操作平臺，操作平臺所依托的上位機選擇平板電腦等手持式操作終端，便于在野外實地作業(yè)時快速移動和隨身攜帶；
[0012]3、本實用新型的無線網(wǎng)絡支持藍牙、W1-Fi兩種通信模式，用戶可根據(jù)實際需求，在不改變操作界面的條件下，選擇不同的通信模式實現(xiàn)手持式操作終端與瞬變電磁接收機的數(shù)據(jù)交互。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的用戶操作界面主界面控件功能框圖。
[0015]圖3為本實用新型基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的用戶操作界面軟件工作流程圖示意圖一。
[0016]圖4為本實用新型基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的用戶操作界面軟件工作流程圖不意圖二。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及創(chuàng)作特性更加清楚明白，下面結(jié)合附圖，對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0018]如圖1所示本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由瞬變電磁接收機與發(fā)射機、無線網(wǎng)絡和手持式操作終端構(gòu)成，瞬變電磁接收機實現(xiàn)多路電磁信號的高精度采集；發(fā)射機可以實現(xiàn)多種電磁勘探信號波形的發(fā)射；手持式操作終端運行用戶控制界面軟件并通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)與瞬變電磁接收機的數(shù)據(jù)交互，用戶操作界面軟件采用LabVIEW設(shè)計，可以實現(xiàn)瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置及采集電磁數(shù)據(jù)的處理和顯示；無線網(wǎng)絡可支持藍牙、W1-Fi兩種通信模式；手持式操作終端為平板電腦，平板電腦采用的平臺軟件是Windows操作系統(tǒng)，在本實施例中，平板電腦的具體型號為微軟Surface 2 ;終端運行的用戶操作界面軟件采用LabVIEW設(shè)計。
[0019]瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)采集前，需要對接收機和發(fā)射機的測量參數(shù)進行設(shè)置，LabVIEff軟件中主界面的用戶參數(shù)命令設(shè)置控件主要采用下拉菜單的形式和數(shù)據(jù)直接輸入框。發(fā)射機需要設(shè)置的命令參數(shù)有:波形選擇，發(fā)射頻率，占空比，頻數(shù)設(shè)定；接收機需要設(shè)置的參數(shù)有:通道選擇，采樣頻率，采樣點數(shù)，疊加次數(shù)，信號增益，系統(tǒng)調(diào)零。下拉菜單中包含可供用戶選擇的參數(shù)，根據(jù)需要，用戶可以選擇相應的參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完畢后按統(tǒng)一的命令格式下發(fā)至瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)其控制功能。
[0020]數(shù)據(jù)處理模塊可以方便地對瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在不同環(huán)境下采集到的數(shù)據(jù)進行實時處理、顯示、保存，同時可以完成對歷史采集的數(shù)據(jù)進行重現(xiàn)和反演算法分析。數(shù)據(jù)處理完成將采集的電磁數(shù)據(jù)進行解算成真實電壓值；數(shù)據(jù)顯示用于對實時數(shù)據(jù)進行顯示，本實用新型操作平臺采用三種方式顯示，包括一維數(shù)組、二維波形圖、調(diào)用Matlab對數(shù)坐標；數(shù)據(jù)保存完成對界面設(shè)置的參數(shù)和處理后數(shù)據(jù)進行完整的保存，便于事后的分析和參考；數(shù)據(jù)重現(xiàn)完成將保存的命令參數(shù)重現(xiàn)和歷史保存的數(shù)據(jù)以波形的形式重現(xiàn)；數(shù)據(jù)反演完成對電磁探測儀采集的數(shù)據(jù)進行復雜的反演算法后以波形顯示。
[0021]根據(jù)與瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實際通信的需求，本實用新型設(shè)計支持兩種無線通信模式，包括藍牙通信、W1-Fi通信。利用藍牙通信實現(xiàn)與儀器的近距離無線數(shù)據(jù)傳輸，利用W1-Fi實現(xiàn)在野外實地測量環(huán)境中與儀器的遠距離無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0022]如圖2所示本實用新型的用戶操作界面軟件主界面控件功能框圖，包括開始工作、停止工作、啟動采集、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)重現(xiàn)、數(shù)據(jù)反演、用戶幫助和退出系統(tǒng)，“用戶幫助”按鍵幫助用戶熟悉本實用新型的工作流程，“退出系統(tǒng)”按鍵將退出整個操作平臺。主界面是頂層界面，相應的按鍵控件實現(xiàn)各功能的模塊化管理，程序運行時，點擊相應按鈕即可進入相應的功能模塊，給用戶提供一個直觀的操作界面。
[0023]如圖3和圖4分別所示的本實用新型用戶操作界面軟件工作流程圖示意圖一與示意圖二，其具體工作流程如下:
[0024](I)開啟手持式操作終端，打開瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的用戶操作界面軟件，運行該軟件；
[0025](2)根據(jù)實際需要，選擇手持式操作終端與瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的通信模式；
[0026](3)點擊“開始工作”按鍵，等待“設(shè)備工作狀態(tài)”指示燈亮起后，根據(jù)用戶對話框提示設(shè)置發(fā)射機和接收機及測量參數(shù)；
[0027](4)參數(shù)設(shè)置完畢后，點擊“啟動采集”按鍵，手持式操作終端無線通信模塊將用戶設(shè)置的參數(shù)發(fā)送至儀器，接收機開始采集數(shù)據(jù)；
[0028](5)采集完成，接收機將采集的數(shù)據(jù)打包發(fā)送至手持式操作終端；
[0029](6)點擊選項卡選擇數(shù)據(jù)采集界面，點擊“數(shù)據(jù)采集”按鍵，采集后經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)顯示到該界面區(qū)；
[0030](7)點擊“數(shù)據(jù)保存”，用戶在界面設(shè)置的參數(shù)和本次采集的數(shù)據(jù)將以固定的格式保存至用戶設(shè)定路徑下的文件中；
[0031](8)點擊選項卡選擇數(shù)據(jù)重現(xiàn)界面，點擊“數(shù)據(jù)重現(xiàn)”按鍵，歷史保存的參數(shù)命令和數(shù)據(jù)將重現(xiàn)至數(shù)據(jù)重現(xiàn)界面；
[0032](9)點擊選項卡選擇數(shù)據(jù)反演界面，點擊“數(shù)據(jù)反演”按鍵，采集數(shù)據(jù)經(jīng)過反演算法后將顯示至數(shù)據(jù)反演界面；
[0033](10)點擊“停止工作”按鍵，手持式操作終端用戶操作界面軟件將停止與瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信；
[0034](11)點擊“退出系統(tǒng)”按鍵，將退出用戶操作界面軟件。
【主權(quán)項】
1.一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)由瞬變電磁接收機與發(fā)射機、無線網(wǎng)絡和手持式操作終端構(gòu)成；所述的瞬變電磁接收機與發(fā)射機通過所述的無線網(wǎng)絡與所述手持式操作終端之間進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線網(wǎng)絡支持藍牙、W1-Fi兩種無線通信鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的手持式操作終端采用是便攜式移動終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的手持式操作終端采用的便攜式移動終端是平板電腦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述手持式操作終端平臺軟件是Windows操作系統(tǒng)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于虛擬儀器的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由瞬變電磁接收機與發(fā)射機、無線網(wǎng)絡和手持式操作終端構(gòu)成。手持式操作終端運行用戶操作界面軟件并通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)與瞬變電磁接收機、發(fā)射機的數(shù)據(jù)交互；用戶操作界面軟件采用LabVIEW設(shè)計，可以實現(xiàn)瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置及采集電磁數(shù)據(jù)的處理和顯示；本實用新型提供了一種不同于現(xiàn)有電磁探測儀一體化設(shè)計的操作平臺，采用平板電腦等便攜式手持式操作終端可實現(xiàn)對儀器的通信、控制及數(shù)據(jù)顯示，用戶操作界面軟件以“圖形化”的語言代替了文本式的語言編程，減少硬件投入，簡化了人機交互的復雜度，提高了數(shù)據(jù)處理的速度，測量結(jié)果直觀顯示，操作方便快捷。
【IPC分類】G01V3-12
【公開號】CN204287507
【申請?zhí)枴緾N201420601971
【發(fā)明人】王廣君, 李玥, 曾旭明, 冀連杰, 徐朝玉, 陳曉夢, 李寧
【申請人】中國地質(zhì)大學（武漢）
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年10月17日