本发明专利技术无线遥测式地震信号采集系统，解决已有系统体积大，功耗高，抗干扰差，传输数据量小的问题。包括一个控制主机，一个同步装置和多个分布式设置的分支采集站，控制主机接受同步装置的同步启动指令，收到启动指令后循环向各分支采集站发送配置指令和配置参数，接收和处理分支采集站发来的地震数据，同步装置向控制主机和分支采集站发送同步启动指令，分支采集站接收同步启动指令后启动，接收控制主机发来的数据读取指令，向控制主机发送采集的地震数据，分支采集站，同步装置和控制主机内部有集成电源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程地震数据采集领域，特别涉及一种无线遥测式、便携低功耗、高性能的地震数据采集系统。
技术介绍
作为地震勘探的主要设备，地震信号采集系统即工程地震仪是地震资料野外采集的核心，是能否获取高信噪比、高分辨率、高保真度的原始地震资料的关键。半个世纪以来，随着电子技术、计算机技术、通讯技术及地震勘探技术的飞速发展，地震勘探仪器也在不断发展和完善，尤其是为了适应三维地震勘探、高分辨率地震勘探、多波地震勘探、超多道超高次覆盖等新方法和新发展起来的层序地震学的需要，发展了以数字通讯、遥控遥测、计算机控制处理为基础的新一代分布式遥测工程地震仪。由于其没有数据采集电路与检波器电路之间的大线电缆，而是使用检波点的分支采集站将检波器输出的模拟信号转换成数字信号后再传送至中央控制记录系统，而数字信号传输的抗干扰能力强，，避免了传输模拟信号时大线所固有的道间串音、天电干扰、工频干扰等；同时遥测工程地震仪更具有施工效率高、采样率高、方便增加系统功能、对数据进行预处理压缩了数据量、自动化程度高等优点，加上新一代分布式遥测工程地震仪所具有的去假频性能的提升、记录容量大、软件处理能力越来越强、实时处理能力强、噪声编辑及叠加算法的改进，使得遥测工程地震仪成为在当前地震勘探领域得以大规模应用的主流设备。遥测工程地震仪根据实际情况又分为有线和无线，目前有线的遥测工程地震仪已经成为主流设备被广泛应用，并且在各种勘探领域和工程地质评价领域取得了非常好的效果，然而随着地震勘探技术水平的不断提高，地震勘探环境的越来越恶劣，勘探的整体工程量及应用领域也不断扩大，使得目前主流的有线遥测工程地震仪在某些场合下无法满足勘探需求(1)、由于有线的遥测工程地震仪仍采用电缆传输转换后的数字信号至控制主机， 使得其单次勘探区域面积受到了限制。(2)、主流的遥测工程地震仪控制主机仍是采用比较传统的工控机来设计或者专用的采集车，其功耗和体积均在极大程度上降低了地震勘探的效率。(3)、各分支采集站的同步误差较大，同时不能实现分支采集站的精确定位，为后期地震资料解释带来诸多不便。(4)、由于分支采集站通过与控制主机之间相应的接口来完成信号采集，而控制主机本身的接口是有限的，因此也限制了地震采集道数的扩展。(5)、在诸多如地形起伏比较大的山地和丘陵地带，有线传输的方式从本质上限制相应地震勘探方案的可行性，并且很大程度上降低了工作效率。无线遥测工程地震仪其具有工作效率高、数据传输可靠性高、逻辑更新能力强、数据质量控制能力高、自动程度高等优点，是未来遥测工程地震仪的发展趋势。无线网络传输的数据量及抗干扰能力一直是制约无线遥测工程地震仪发展的两个重要因素，加上分支采集站及控制主机体积和重量的限制，给野外的数据采集工作带来了诸多不便。综合国内外无线遥测工程地震仪的研究现状，主要是在控制主机和野外分支采集站增加一个无线电收发设备，其他部分则与有线系统无异。目前比较成熟的产品是法国krcel公司的fegle-99 及美国i^air- fielid公司的BOX，国内还没有相关产品，同时针对无线网络传输的研究主要集中在射频载波方面，对发射机和接收机部分大都采用独立的单元进行组合设计，其设计重点也集中在射频单元本身的信号调制解调及编码上，从而在很大程度上降低了无线网络的可靠性及传输数据量，也使得无线传输信道选择具有很大的局限性；同时国内外该类工程地震仪的控制主机仍是采用传统的工控机，这也进一步凸显了其携带不便和功耗较大的劣势。而采用当前比较成熟的传输数据量较大距离较远的无线网络电台组建无线传输网络的野外分支采集站在国内外还是空白，同样针对目前运算能力强、体积功耗均较小的ARM 架构的控制主机设计在国内外还未出现，并且在可靠性、传输数据量、便携、采集道限制、兼容多类检波器等方面还有待完善和突破，更为重要的是国内地震勘探仪器厂家目前生产的主流产品仍是较为传统且技术上较为落后的集中式结构工程地震仪，没有研发更高性能和实用性的遥测式工程地震仪，无线遥测式工程地震仪的更是一片空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种体积和重量小，功耗低，采集和传输数据量大，抗干扰能力强，可靠性高，便于施工布线的无线遥测式地震信号采集系统。本专利技术的是这样实现的本专利技术无线遥测式地震信号采集系统，包括一个控制主机，一个同步装置和多个分布式设置的分支采集站，控制主机有ARM处理器与存储器、显示器、键盘和无线网络电台连接，接受同步装置的同步启动指令，收到启动指令后循环向各分支采集站发送配置指令和配置参数，接收和处理分支采集站发来的地震数据；同步装置由第一微控制器经以太网驱动芯片与无线网络电台接口芯片连接，第一微控制器与脉冲整形芯片连接，脉冲整形芯片与外部触发传感器连接，外部触发传感器感应到信号后，发送一个高频尖脉冲以触发第一微控制器，第一微控制器通过无线网络电台向控制主机和分支采集站发送同步启动指令；每个分支采集站有多个检波器，每个检波器经串联的可编程增益放大器、抗混叠滤波器、单端转差分芯片、A/D转换器与第二微控制器连接，第二微控制器分别与可编程增益放大器，外部存储器、网卡驱动器连接，网卡驱动器与无线网络电台接口芯片连接，分支采集站接收同步启动指令后启动，接收控制主机发来的数据读取指令，向控制主机发送采集的地震数据。可编程增益放大器由两级放大器PGA205级联组成，放大器的四个控制端器分别与第二微控制器EP2C8Q208I8N相连，抗混叠滤波器为集成块LM4562与电容、电阻组成的四阶有源巴特沃斯低通滤波器，单端转差分芯片为AD8138，A/D转换器为ADS1252，士5V电源与PGA205、LM4562连接，+5V电源通过芯片REF191转换为2. 048V与AD8138连接、通过 REF198转换为4. 096V串联0PA;350与ADS1252连接，储存器为H57V2562GTR — 60C，无线网络电台接口芯片为DM9000AE。第二微控制器与芯片EPCS16SI8N、AS模式接口芯片和芯片EP2C8Q208I8N连接，第二微控制器内部嵌有IP内核，IP内核包括CPU核和内部RAM、外扩Flash、外扩SDRAM驱动器，A/D转换器驱动器。所述外部触发传感器为高频锤击电子开关，高频锤击电子开关的输出接触发控制器74HC04的两级非门后再接入第一微控制器STM32F103^T6的中断口，第一微控制器内置51 (的Flash和64K的SRAM，以太网驱动芯片为EN(^8J60，无线网络电台接口为 HR911105R145。控制主机的ARM处理器为S3C6410，其通用外设接口与触摸显示屏、256M的RAM、 512M的Flash、USB_HUB、SD卡、定时控制主机的ARM处理器为S3C6410，其通用外设接口与触摸屏、256M的RAM、512M的Flash、USB_HUB、SD卡、定时时钟单元连接。分支采集站，同步装置和控制主机内部有集成电源，并扩展了外部电源接口，集成电源为可充电锂电池，集成电源或外部电源与DC — DC开关电源模块和电源分压器连接， DC — DC开关电源模块WRD12D05 — IOW由9 18V输入转换至士 5V，WRD12S12 — IOW由9 18V 输入转换至+12本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庹先国，李怀良，刘明哲，刘勇，杜勇，沈统，阳林锋，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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