[發(fā)明專利]一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310451852.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN103499833A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅福龍;夏穎;甘志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01V1/22
• 分類號(hào): G01V1/22;G01V1/24
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 張少宏

1.一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于包括：

主控制記錄設(shè)備，由服務(wù)器、繪圖儀、磁帶機(jī)以及大容量磁盤陣列組成，用于野外采集排列的管理和控制，對(duì)接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、顯示和輸出；

交叉站，用于完成采集大線的管理、采集數(shù)據(jù)傳輸以及測(cè)試的管理；

采集站，用于根據(jù)系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送的命令，完成模擬地震數(shù)據(jù)的接收、A/D轉(zhuǎn)換、傳輸以及采集站的內(nèi)部和外部測(cè)試；

交叉?zhèn)鬏斁€，用于交叉站之間的連接，以完成采集數(shù)據(jù)和命令的傳輸；

數(shù)傳電纜，用于采集站之間的連接，以完成采集數(shù)據(jù)和命令的傳輸；

交叉站由電源管理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、測(cè)試管理單元、命令管理單元、大線接口單元組成；可使用內(nèi)置電源或外置電源供電，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)交叉站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；具有數(shù)據(jù)緩存能力，在傳輸線路出現(xiàn)故障時(shí)，可暫時(shí)保存數(shù)據(jù)，待故障排除后，重新發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)或轉(zhuǎn)發(fā)下級(jí)數(shù)據(jù)，防止采集數(shù)據(jù)丟失；

采集站由電源管理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、命令管理單元組成；使用內(nèi)置電池供電，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)采集站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；具有數(shù)據(jù)緩存能力，在傳輸線路出現(xiàn)故障時(shí)，可暫時(shí)保存數(shù)據(jù)，待故障排除后，重新發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)或轉(zhuǎn)發(fā)下級(jí)數(shù)據(jù)，防止采集數(shù)據(jù)丟失；

交叉站內(nèi)置電源采用可重復(fù)充電、能量密度大、重量輕的電池，安裝于交叉站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與交叉站電源管理單元的內(nèi)置電源接口的正、負(fù)極相連；

采集站內(nèi)置電源采用可重復(fù)充電使用、能量密度大、重量輕的電池，安裝于采集站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與采集站電源管理單元的電源接口的正、負(fù)極相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于數(shù)傳電纜將采集站串聯(lián)組成第一串聯(lián)排列，第一串聯(lián)排列連接至第一交叉站的低端排列接口的輸入端，另第二串聯(lián)排列連接至第一交叉站的高端排列接口的輸入端；第一交叉站通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€連接至主控制記錄設(shè)備，完成對(duì)來(lái)自主控制記錄設(shè)備的命令的轉(zhuǎn)發(fā)，并將下級(jí)回傳的地震數(shù)據(jù)輸入至主控制記錄設(shè)備；主控制記錄設(shè)備將采集到的二維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于第一串聯(lián)排列、第二串聯(lián)排列、第三串聯(lián)排列、第四串聯(lián)排列、第五串聯(lián)排列、第六串聯(lián)排列、第七串聯(lián)排列、第八串聯(lián)排列、第九串聯(lián)排列、第十串聯(lián)排列、第十一串聯(lián)排列、第十二串聯(lián)排列、第十三串聯(lián)排列連接到第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站、第四交叉站、第五交叉站、第六交叉站、第七交叉站排列接口的輸入端，交叉站通過(guò)第一交叉?zhèn)鬏斁€、第二交叉?zhèn)鬏斁€、第四交叉?zhèn)鬏斁€、第五交叉?zhèn)鬏斁€與第十二串聯(lián)排列相互連接，最后通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€、第三交叉?zhèn)鬏斁€連接到主控制記錄設(shè)備構(gòu)成三維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中第一串聯(lián)排列連接到第一交叉站的低端排列接口，第二串聯(lián)排列連接到第一交叉站的高端排列接口，第三串聯(lián)排列連接到第二交叉站的低端排列接口，第四串聯(lián)排列連接到第二交叉站的高端排列接口，

第五串聯(lián)排列連接到第三交叉站的低端排列接口，第六串聯(lián)排列連接到第三交叉站的高端排列接口，第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站之間通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€連接，第一交叉站通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備相連，第七串聯(lián)排列連接到第四交叉站的低端排列接口，第八串聯(lián)排列連接到第四交叉站的高端排列接口，第九串聯(lián)排列連接到第六交叉站的低端排列接口，第十三串聯(lián)排列連接到第五交叉站的高端排列接口，第十串聯(lián)排列連接到第七交叉站的低端排列接口，第十一串聯(lián)排列連接到第七交叉站的高端排列接口，第十二串聯(lián)排列的兩端分別連接到第六交叉站的高端排列接口、第五交叉站的低端排列接口，第十三排列連接到第五交叉站的高端排列接口，第六交叉站、第七交叉站之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第五交叉站、第六交叉站之間使用第十二串聯(lián)排列連接，第四交叉站、第五交叉站之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第四交叉站通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備連接；第一交叉站、第四交叉站將采集到的三維地震數(shù)據(jù)輸入到主控制記錄設(shè)備，并向下級(jí)采集設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)主控制記錄設(shè)備的命令；主控制記錄設(shè)備將采集到的三維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。

4.一種高傳輸速率、低傳輸誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸方法,包括下述步驟：

步驟1：交叉站和采集站接收到系統(tǒng)的上電指令后，其內(nèi)部電源管理單元開始供電；系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化工作，在初始化過(guò)程中，完成整個(gè)采集系統(tǒng)的命令時(shí)間同步校準(zhǔn)；同步校準(zhǔn)完成后，每個(gè)采集站和交叉站內(nèi)部延遲寄存器均保存了命令執(zhí)行的延遲時(shí)間；

步驟2：初始化完成后，采集站和交叉站進(jìn)入工作狀態(tài)，等待執(zhí)行來(lái)自主控制記錄設(shè)備的各種任務(wù)；

步驟3：處于工作狀態(tài)的交叉站和采集站循環(huán)檢測(cè)主控制記錄設(shè)備是否發(fā)出命令，在接收到命令之后，交叉站或采集站的命令管理單元在對(duì)命令進(jìn)行處理的同時(shí)，根據(jù)命令的類型和發(fā)送范圍確定是否向其臨近的下一個(gè)交叉站或采集站轉(zhuǎn)發(fā)，以完成用戶通過(guò)主記錄控制設(shè)備配置的各種任務(wù)；

步驟4：當(dāng)交叉站或采集站收到來(lái)自主控制記錄設(shè)備的停止執(zhí)行的命令后，返回步驟2，等待其它命令，否則，待命令執(zhí)行完成后，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；

步驟5：完成下級(jí)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)；

步驟6：任務(wù)完成，返回步驟2，等待下次任務(wù)的命令；

所述步驟4中的數(shù)據(jù)傳送具體包括：采集站采用單次采集，單次傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑簿褪钦f(shuō)每次任務(wù)獲取的數(shù)據(jù)在下次任務(wù)開始執(zhí)行之前完成上傳，以某次采集為例，采集站接收來(lái)自地震檢波器的模擬信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字地震信號(hào)，再發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元；數(shù)據(jù)傳輸單元對(duì)該數(shù)字地震信號(hào)編碼、壓縮并按協(xié)議格式寫入本地?cái)?shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，首先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)，待收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)；

所述步驟5具體包括：優(yōu)先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)采集站或交叉站的數(shù)據(jù)，并存入下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器；待本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，數(shù)據(jù)傳輸單元切換本地?cái)?shù)據(jù)緩存器至下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)的數(shù)據(jù)并存入另外一個(gè)下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，采用交替方式完成下一級(jí)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)工作；在每一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完成并收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)緩存器之間的切換由控制邏輯電路控制；

所述本地?cái)?shù)據(jù)緩存器、下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器均是FIFO緩存器；

所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式是循環(huán)冗余校驗(yàn)，即CRC校驗(yàn)。