[發(fā)明專利]無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)及同步校準方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110392039.2
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113296164A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王槐仁;王志敏;曹偉良
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南奧成科技有限公司
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43226
• 代理人: 匡治兵

1.一種無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：包括至少一個相互串聯(lián)的一級采集網(wǎng)絡(luò)(16)、二級網(wǎng)無線控制主機(14)和控制終端(18)，每一所述一級采集網(wǎng)絡(luò)(16)包括一級網(wǎng)無線控制主機(13)和與所述一級網(wǎng)無線控制主機(13)相連的數(shù)個無線節(jié)點儀(12)，二級網(wǎng)無線控制主機收集到多個一級網(wǎng)無線控制主機采集的數(shù)據(jù)后，通過二級網(wǎng)無線控制主機的高速網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端，所述控制終端對地震數(shù)據(jù)實時顯示、存儲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：所述無線節(jié)點儀包括地震傳感器、信號放大/濾波調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、GPS定位和授時模塊、無線傳輸模塊、控制及存儲模塊，所述地震傳感器接收地震信號后，將振動信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過信號放大/濾波調(diào)理電路進行處理，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號由無線傳輸模塊發(fā)送至無線控制主機。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：所述一級網(wǎng)無線控制主機包括鋰電池及DC/DC穩(wěn)壓模塊、一級網(wǎng)觸發(fā)控制模塊、一級網(wǎng)GPS定位和授時模塊、一級網(wǎng)控制及存儲模塊，一級網(wǎng)無線控制主機還提供一個網(wǎng)絡(luò)接口與控制終端的連接，將一級無線地震數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個無線節(jié)點儀采集的數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端，控制終端對數(shù)據(jù)實時顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：二級網(wǎng)無線控制主機包括二級網(wǎng)GPS定位和授時模塊、二級網(wǎng)控制及存儲模塊、二級網(wǎng)觸發(fā)控制模塊，二級網(wǎng)無線控制主機還提供一個網(wǎng)絡(luò)接口與控制終端連接，二級網(wǎng)無線控制主機收集到多個一級網(wǎng)無線控制主機采集的數(shù)據(jù)后，通過二級網(wǎng)無線控制主機的高速網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)發(fā)至控制終端，控制終端對地震數(shù)據(jù)實時顯示、存儲。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：所述地震傳感器為單軸/三軸地震傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：二級網(wǎng)無線控制主機設(shè)計有2.4GHz無線高速網(wǎng)絡(luò)，二級網(wǎng)無線控制主機通過2.4GHz無線網(wǎng)與多個一級無線網(wǎng)無線控制主機進行通訊和數(shù)據(jù)傳輸。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)，其特征在于：所述一級網(wǎng)無線控制主機設(shè)計有兩套無線網(wǎng)絡(luò)，為900MHz和2.4GHz的無線網(wǎng)絡(luò)，其中900MHz無線網(wǎng)絡(luò)主要用于和無線節(jié)點儀之間的通訊及數(shù)據(jù)傳輸，2.4GHz無線網(wǎng)絡(luò)主要用于多個一級無線網(wǎng)之間的互聯(lián)。

8.一種采用如權(quán)利要求1所述無線實時傳輸節(jié)點式地震儀系統(tǒng)進行同步校準的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)開機后，每一無線節(jié)點儀內(nèi)置的GPS定位和授時模塊自動搜索GPS衛(wèi)星；

(2)無線節(jié)點儀啟動后，采集10917個數(shù)據(jù)，同時在每組數(shù)據(jù)尾部加上GPS時間，并將數(shù)據(jù)+GPS時間實時發(fā)送至一級網(wǎng)無線控制主機，連續(xù)采集10次，并將PPS時間記錄下來，系統(tǒng)將GPS衛(wèi)星上獲取的時間脈沖信號作為系統(tǒng)晶體振蕩器的標準時間；

(3)獲取GPS時間后，關(guān)閉每個無線節(jié)點儀的GPS定位和授時模塊，同時啟動無線節(jié)點儀內(nèi)部的晶體振蕩器；

(4)無線節(jié)點儀內(nèi)部時鐘電路采用16384MHz高精度壓控石英晶體振蕩器，晶體連續(xù)產(chǎn)生一定頻率的時鐘脈沖，計數(shù)器則對這些脈沖進行累計得到時間值，每次啟動晶振后，無線節(jié)點儀采集電路連續(xù)采集20次數(shù)據(jù)；

(5)因此在采集20次后，啟動GPS時鐘再采集10次，并比較GPS時鐘和晶體振蕩器的時鐘誤差，并通過微調(diào)壓控晶體振蕩器兩端的電壓，從而調(diào)節(jié)晶振頻率，使之與GPS時鐘完全一致；

(6)重復(fù)上述(3)、(4)、(5)步驟，進行時鐘誤差修正，使系統(tǒng)同步精度誤差保持在1ns內(nèi)。