[實用新型]基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統

有效

• 申請號: 201520148212.4
• 申請日: 2015-03-16
• 公開（公告）號: CN204422771U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 宋得名;肖宏德;黃友銳;曲立國
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及石油地震勘探領域，具體為一種基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統。

背景技術

眾所周知，石油是不可再生資源，是重要的戰略物資。目前我國對海外石油的依存度已超過50％之多，這已嚴重威脅到國家的戰略安全，由于我國地質條件較為復雜，石油的勘探程度低，數據顯示我國石油的儲采比遠低于世界水平?，F在我國的石油勘探已經進入中期，我國有著豐富的石油資源，為增強我國在石油勘探方面的國際競爭力，高效合理的勘探技術尤為重要。

在石油地震勘探中，由于勘探面積大，監測點密集，且監測點不停的移動。過去石油地震勘探數據是通過有線網絡進行數據傳輸，由于勘探現場地形比較復雜、環境惡劣，有線網絡地震數據傳輸系統存在著不易布線或者布線時容易出現電纜接口故障等缺點，這給工程勘探和地質勘察帶來了很多不便。針對這些問題，系統采用ZigBee技術構建無線傳感器網絡，覆蓋所有的勘探網絡節點，終端節點通過匯聚節點接入CAN總線網絡，通過CAN總線網絡將石油勘探數據上傳至上位機。

綜上所述，基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，不僅可以節省人力物力，還可以提高監測網絡的移動性和靈活性，可以有效解決有線數據傳輸系統存在的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，采用無線ZigBee網絡和有線CAN總線網絡相結合的方式，利用無線ZigBee網絡的組網靈活性和有線CAN總線網絡的高速，長距離通信特性實現石油勘探數據的高效傳輸。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，采用ZigBee模塊構建無線傳感器網絡，以分簇方式覆蓋所有的勘探網絡終端節點，終端節點通過匯聚節點接入CAN總線網絡，通過CAN總線網絡將石油勘探數據上傳至上位機。

所述的基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，其特征在于：所述終端節點包括震動傳感器GH203和支持ZigBee通信的CC2430處理器。

所述的基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，其特征在于：所述匯聚節點包括由CC2431構成的ZigBee無線模塊、核心控制器C8051F040和由80C250構成的CAN總線驅動器。

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在：

本實用新型采用無線網路進行數據傳輸，簡單實用，ZigBee無線傳感器網絡技術的最主要優點是功耗低，成本低、網絡容量大、延時短、工作頻段靈活，更加符合石油地震勘探過程中對多測點、多要素、移動性、便捷性等方面的要求，基于ZigBee網絡的石油地震勘探數據傳輸系統在石油地震勘探中具有重大的現實意義。

附圖說明

圖1為本實用新型系統網絡結構圖。

圖2為本實用新型的終端節點硬件結構圖。

圖3為本實用新型的匯聚節點硬件結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實施例網絡結構圖如圖1所示，基于ZigBee的石油地震勘探數據傳輸系統，采用ZigBee模塊構建無線傳感器網絡，以分簇方式覆蓋所有的勘探網絡終端節點，每個簇有一個匯聚節點。終端節點通過震動傳感器采集地震回波信號，然后將數據上傳到每個簇的匯聚節點。匯聚節點收集簇內終端節點數據的同時，還將ZigBee網絡數據轉換為CAN總線網絡數據，最終終端節點通過匯聚節點接入CAN總線網絡，通過CAN總線網絡將石油勘探數據上傳至上位機。

本實施例終端節點電路結構如圖2所示，所述終端節點包括震動傳感器GH203和支持ZigBee通信的CC2430處理器。CC2430是用于2.4GHz、IEEE?802.15.4和ZigBee應用的一個真正的片上系統解決方案，它結合了德州儀器的業界領先的黃金單元ZigBee協議棧，提供了一個強大和完整的ZigBee解決方案，它能夠以非常低的材料成本建立強大的網絡節點。CC2430內部集成了RF射頻單元，業界標準的增強型8051CPU，具有8路輸入和可配置分辨率的12位A/D轉換器。震動傳感器GH203負責采集地下的震動回波，收集節點周圍的地質和環境參數，在CC2430內部CPU的控制下，通過CC2430內部A/D可實現震動傳感器GH203的輸出信號采集。

本實施例匯聚節點電路結構如圖3所示，所述匯聚節點模塊由ZigBee模塊、核心控制器C8051F040單片機、CAN總線驅動器構成，ZigBee模塊采用CC2431芯片為核心構成，CC2431和C8051F040采用SPI接口通信，以實現CAN總線網絡與ZigBee網絡的物理連接。匯聚節點采用CC2431的IO口控制C8051F040的外部中斷，通過中斷啟動C8051F040的SPI接口進行數據傳輸，C8051F040內部集成有CAN控制，通其內部CAN控制器就可以實現CAN網絡與ZigBee網絡之間的數據交互。C8051F040通過CAN總線驅動器82C250連接至CAN物理總線，上位機通過CAN總線數據采集卡讀取CAN物理總線數據。