[發(fā)明專利]三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其編址方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310411783.8
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103454687A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉慶成;曾正軍;湯洪志;黎正根;徐哈寧;肖慧;龔育齡;鄧居智
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00;G08C19/00;H04L12/40
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，是應(yīng)用于資源與環(huán)境勘探技術(shù)領(lǐng)域中的直流電法勘探技術(shù)，涉及一種三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其編址方法。

背景技術(shù)

電法勘探的研究工作始于十九世紀(jì)初。隨著科學(xué)的發(fā)展和找礦的需要，電法勘探理論和儀器日臻完善。進(jìn)入本世紀(jì)初，隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用和計算速度的進(jìn)一步提高，電法勘探已開始向三維方向發(fā)展，高密度電法儀已從第一代發(fā)展到第四代。由于不管是目前的串行測量方式還是并行測量方式，都采用了RS485總線進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸，其最長距離只有1200米范圍，數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，并且數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置為共享模式，只能進(jìn)行串行采集數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就提供一種采集速度快、性能穩(wěn)定、易維護(hù)的三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其編址方法。

本發(fā)明的三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括主控機(jī)、供電裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、電極切換裝置、電纜，其特點(diǎn)是，主控機(jī)的共享式數(shù)據(jù)采集器分布到地里位置不同的行，根據(jù)測量范圍每行布置一個或多個數(shù)據(jù)采集裝置，每個數(shù)據(jù)采集裝置連接１６個電極切換裝置,數(shù)據(jù)采集裝置采用Cortex?M3?-LPC1788微控制器和2個ADS1278數(shù)模轉(zhuǎn)換器，完成對16個電極并行數(shù)據(jù)采集，?ADS1278數(shù)模轉(zhuǎn)換器內(nèi)部是包含8個并行的24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)成本，減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，所有數(shù)據(jù)采集裝置通過CAN總線和主控機(jī)組成一級CAN總線網(wǎng)絡(luò)，一個數(shù)據(jù)采集裝置通過CAN總線與連接的１６個電極切換裝置(4)組成二級CAN總線網(wǎng)絡(luò)，主控機(jī)通過CAN總線和供電裝置組成一個CAN網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)編址方法是，數(shù)據(jù)采集裝置和電極切換裝置在開始編址時都是通過串行方式，由近到遠(yuǎn)的順序逐個進(jìn)行編址和定位，通過選通輸出和選通輸入有效和無效，對裝置進(jìn)行編址和定位，所述方法包括下述步驟：

步驟A：主控機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置和電極切換裝置上電，主控機(jī)選通輸出信號設(shè)置為有效，數(shù)據(jù)采集裝置和電極切換裝置的選通輸出信號設(shè)置為無效；

步驟B：主控機(jī)設(shè)定數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)量，電極切換裝置的數(shù)量，發(fā)送編址命令；

步驟C：主控機(jī)的選通輸出有效，使得與它相連的第一級數(shù)據(jù)采集裝置的選通輸入有效，執(zhí)行編址命令，對第一級數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行編址；

步驟D：第一級數(shù)據(jù)采集裝置編址完畢后，地址編址標(biāo)志賦值為1，表示編址完成，對收到的編址命令幀進(jìn)行處理，把編址命令幀的數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)量減1，地址序號加1，組裝成一個新的數(shù)據(jù)幀，使選通輸出有效，與它相連的第二級數(shù)據(jù)采集裝置的選通輸入有效，發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀給數(shù)據(jù)采集裝置，只有選通輸入有效和地址編址標(biāo)志值為0的裝置才能執(zhí)行編址命令幀，完成編址；

步驟E：按照步驟D的方式逐個對數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行編址，直到數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)量為0時，表示所有的數(shù)據(jù)采集裝置編址完畢，發(fā)送確認(rèn)幀給主控機(jī)；

步驟F：主控機(jī)收到數(shù)據(jù)采集裝置編址完畢的確認(rèn)信息后，向所有的數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)出對電極切換裝置的編址命令幀；

步驟G：每個數(shù)據(jù)采集裝置收到對電極切換裝置的編址命令幀后，使與自己相連的電纜的選通輸出有效，使行第一級的電極切換裝置的選通輸入有效，數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送編址命令幀給電極切換裝置，第一級的電極切換裝置響應(yīng)編址命令幀，完成編址；

步驟H：電極切換裝置?完成編址后，把編址命令幀的電極切換裝置的數(shù)量減1，地址序號加1，組裝成一個新的數(shù)據(jù)幀，使選通輸出有效，與它相連的下一級電極切換裝置的選通輸入有效，發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀給電極切換裝置，與它相連的下一級電極切換裝置響應(yīng)編址命令幀，完成編址；

步驟I：按照步驟H的方式逐個對電極切換裝置進(jìn)行編址，直到電極切換裝置的數(shù)量為0時，表示所有的電極切換裝置編址完畢，發(fā)送確認(rèn)幀給數(shù)據(jù)采集裝置；

步驟J：數(shù)據(jù)采集裝置收到電極切換裝置編址完畢確認(rèn)幀后，向主控機(jī)發(fā)送電極切換裝置編址完畢確認(rèn)幀。

本發(fā)明的三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其編址方法，通CAN總線網(wǎng)絡(luò)和芯片技術(shù)完成數(shù)據(jù)的同時并行采集，主機(jī)發(fā)送采集命令后，所有測量點(diǎn)的數(shù)據(jù)保持同步同時采集；三維電阻率數(shù)據(jù)的采集時，必須知道供電電極的位置，每個測量數(shù)據(jù)在測量范圍內(nèi)的位置，測量前完成數(shù)據(jù)采集裝置的自動編址和定位以及電極切換裝置的自動編址和定位，它具有采集速度快、性能穩(wěn)定、易維護(hù)的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明三維電阻率數(shù)據(jù)測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置原理圖；