一种低功耗无线微地震信息传输装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低功耗无线微地震信息传输装置及其使用方法，该低功耗无线微地震信息传输装置包括地震仪、物理层接口单元、无线通信模块和电源控制单元；其中，地震仪通过物理层接口单元与无线通信模块相连；地震仪通过设置在其与无线通信模块之间的电源控制单元实现对无线通信模块的电源控制；该低功耗无线微地震信息传输装置可以有效地降低无线通讯过程中的功耗，延长其在野外工作的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无缆地震仪数据传输
，特别涉及一种低功耗无线微地震信息传输装置及其使用方法。
技术介绍
地震仪被广泛地应用在油气资源、金属矿产以及地层结构的勘探过程中，随着勘探的深度和难度的不断增加，传统的有缆地震仪已经很难满足大三维、高密度和深部探测环境的需求，与此同时，有缆地震仪布线较为麻烦，加大了勘探过程中工作人员的工作量；在一些不能布线的恶劣环境中，只能采用无缆地震仪代替有缆地震仪来完成探测任务。无缆地震仪在进行地震勘探时，由于地震勘探的范围广，导致无线通信的通信距离较远，为了保证无线通信的正常进行，通常需采用大功率发射来满足远距离通信的要求，但大功率无线通信过程中消耗的功率能达到总功率的1/3，大大缩短了仪器的野外工作时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低功耗无线微地震信息传输装置及其使用方法，其技术方案具体如下：一种低功耗无线微地震信息传输装置，包括地震仪、物理层接口单元、无线通信模块、电源控制单元和电源模块；其中，地震仪通过物理层接口单元与无线通信模块相连；地震仪通过设置在其与无线通信模块之间的电源控制单元实现对无线通信模块的电源控制；电源模块连接到地震仪。其中，所述的地震仪采用ARM控制芯片。具体的，所述的物理层接口单元包括物理层接口芯片LXT971ALE及其外围电路。进一步的，所述的电源控制单元包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、非门U1、三极管Q1、场效应管Q2、接线端子OUT；第一电阻R1的一端接地震仪的输出控制端，第一电阻R1的另一端接非门U1的A引脚；第四电阻R4的一端接非门U1的Y引脚，第四电阻R4的另一端接三极管Q1的基极；第五电阻R5的一端接场效应管Q2的漏极，第五电阻R5的另一端接三极管Q1的集电极；第六电阻R6的一端接三极管Q1的集电极，第六电阻R6的另一端接场效应管Q2的栅极；场效应管Q2的漏极接第一参考电压，场效应管Q2的源极接到接线端子OUT；非门U1的GND引脚与三极管Q1的发射极均接地；非门U1的VCC引脚接第二参考电压。所述的第一参考电压为+5V，第二参考电压为+3.3V。更进一步的，所述的场效应管Q2为PMOS型场效应管。所述的低功耗无线微地震信息传输装置的最小发射功率的设置方法包括按顺序进行的下列步骤：1)将地震仪放在固定的位置，在已知无线通信模块的接收功率、主AP的发射功率的情况下，根据公式计算出传播因子，其中n为传播因子、r为主AP与无线通信模块之间的距离、PT为主AP的发射功率、PR为无线通信模块的接收功率；2)在已知传播因子、无线通信模块的接收功率和主AP的发射功率的情况下，根据公式计算出主AP与每个无线通信模块之间的距离；3)在已知传播因子、AP与无线通信模块之间的距离、主AP的最小接收功率的情况下，根据公式计算出每个无线通信模块的最小发射功率。与现有技术相比，该低功耗无线微地震信息传输装置可以有效地降低地震仪在无线通讯过程中的功耗，延长其在野外工作的时间。附图说明图1为本专利技术提供的低功耗无线微地震信息传输装置的结构示意图。图2为电源控制单元的电路图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。如图1-2所示，该低功耗无线微地震信息传输装置包括地震仪1、物理层接口单元2、无线通信模块3、电源控制单元4和电源模块5；其中，地震仪1通过物理层接口单元2与无线通信模块3相连；地震仪1通过设置在其与无线通信模块3之间的电源控制单元4实现对无线通信模块3的电源控制；电源模块5连接到地震仪1。其中，所述的地震仪1采用ARM控制芯片。具体的，所述的物理层接口单元2包括物理层接口芯片LXT971ALE及其外围电路。进一步的，所述的电源控制单元4包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、非门U1、三极管Q1、场效应管Q2、接线端子OUT；第一电阻R1的一端接地震仪1的输出控制端，第一电阻R1的另一端接非门U1的A引脚；第四电阻R4的一端接非门U1的Y引脚，第四电阻R4的另一端接三极管Q1的基极；第五电阻R5的一端接场效应管Q2的漏极，第五电阻R5的另一端接三极管Q1的集电极；第六电阻R6的一端接三极管Q1的集电极，第六电阻R6的另一端接场效应管Q2的栅极；场效应管Q2的漏极接第一参考电压，场效应管Q2的源极接到接线端子OUT；非门U1的GND引脚与三极管Q1的发射极均接地；非门U1的VCC引脚接第二参考电压。所述的第一参考电压为+5V，第二参考电压为+3.3V。更进一步的，所述的场效应管Q2为PMOS型场效应管。所述的低功耗无线微地震信息传输装置最小发射功率的设置方法包括按顺序进行的下列步骤：1)将地震仪1放在固定的位置，在已知无线通信模块3的接收功率、主AP的发射功率的情况下，根据公式计算出传播因子，其中n为传播因子、r为主AP与无线通信模块3之间的距离、PT为主AP的发射功率、PR为无线通信模块3的接收功率；2)在已知传播因子、无线通信模块3的接收功率和主AP的发射功率的情况下，根据公式计算出主AP与每个无线通信模块3之间的距离；3)在已知传播因子、AP与无线通信模块3之间的距离、主AP的最小接收功率的情况下，根据公式计算出每个无线通信模块3的最小发射功率。本专利技术提供的低功耗无线微地震信息传输装置的工作原理如下：地震仪1接收到主AP发送的数据回收指令后，将采集的数据通过物理层接口单元2传送至无线通信模块3，无线通信模块3再以无线通讯的模式将地震仪1采集的数据传送至主AP；主AP再将数据传送到数据接收端；若地震仪1在设定的时间内没有收到主AP发送的数据传输指令，地震仪1的ARM控制器通过将物理层接口单元2中的LXT971ALE芯片的PWRDWN引脚输入设置为1来使物理层接口单元2进入低功耗模式；且与此同时，地震仪1的ARM控制器令自身控制引脚的输出为1，由于非门SN741VCLG04的A引脚输入为1，此时，电源控制单元4中非门SN741VCLG04的Y引脚输出为低电平，三极管Q1通过第六电阻R6输出高电平，PMOS型场效应管Q2截止，接线端子OUT关闭无线通信模块3的供电单元，无线通信模块3停止工作；无线通信模块3停止工作满半个小时候后，会自启动一次，在启动期间如果接收到主AP发送的停止休眠指令，物理层接口单元2中的LXT971ALE芯片由低功耗转为正常工作模式，地震仪1中ARM控制器令自身的控制引脚输出为0，非门SN741VCLG04的A引脚输入为0，此时，电源控制单元4中非门SN741VCLG04的Y引脚输出为高电平，三极管Q1导通，PMOS型场效应管的栅极电压为0，PMOS型场效应管Q2导通，接线端子OUT打开无线通信模块3的供电单元，无线通信模块3准备数据发送；无线通信模块3收据发送完成后，若在设定的时间内收不到主AP发送的数据回收指令，会再次停止工作，停止工作满半个小时候后，无线通信模块3再次自启动，如此循环；通常情况下，在野外进行勘探工作时，需要布设多个该低功耗无线微地震信息传输装置来采集某一区域的微地震信息，以保证信息采集的完整性和准确性，若要求得每个低功耗无线微地震信息传输装置的最小发射功率，在已知主AP的发射功率PT1、该低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗无线微地震信息传输装置，包括地震仪(1)、物理层接口单元(2)、无线通信模块(3)和电源模块(5)，其特征在于，还包括电源控制单元(4)；其中，地震仪(1)通过物理层接口单元(2)与无线通信模块(3)相连；地震仪(1)通过设置在其与无线通信模块(3)之间的电源控制单元(4)实现对无线通信模块(3)的电源控制；电源模块(5)连接到地震仪(1)。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗无线微地震信息传输装置，包括地震仪(1)、物理层接口单元(2)、无线通信模块(3)和电源模块(5)，其特征在于，还包括电源控制单元(4)；其中，地震仪(1)通过物理层接口单元(2)与无线通信模块(3)相连；地震仪(1)通过设置在其与无线通信模块(3)之间的电源控制单元(4)实现对无线通信模块(3)的电源控制；电源模块(5)连接到地震仪(1)。2.根据权利要求1所述的低功耗无线微地震信息传输装置，其特征在于，所述的地震仪(1)为采用ARM控制芯片。3.根据权利要求1所述的低功耗无线微地震信息传输装置，其特征在于，所述的物理层接口单元(2)包括物理层接口芯片LXT971ALE及其外围电路。4.根据权利要求1所述的低功耗无线微地震信息传输装置，其特征在于，所述的电源控制单元(4)包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、非门U1、三极管Q1、场效应管Q2、接线端子OUT；第一电阻R1的一端接地震仪(1)的输出控制端，第一电阻R1的另一端接非门U1的A引脚；第四电阻R4的一端接非门U1的Y引脚，第四电阻R4的另一端接三极管Q1的基极；第五电阻R5的一端接场效应管Q2的漏极，第五电阻R5的另一端接三极管Q1的集电极；第六电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：白田增，陈祖斌，孙海林，刘玉海，徐克彬，冉令刚，提云，封德力，杨小涛，王中泽，周涛，任勇强，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12