[發(fā)明專利]一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210646305.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN115032928A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金國慶;李華松;葉放;邱彥林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深藍(lán)感知（杭州）物聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;G01V1/00;G01V1/28
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 高明翠

1.一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包含：GPS模塊、FPGA模塊、多個(gè)采集站和上位機(jī)；

所述GPS模塊、所述FPGA模塊、多個(gè)所述采集站均通信連接至所述FPGA模塊，多個(gè)所述采集站還通信連接至所述FPGA模塊；

所述GPS模塊用于與通信衛(wèi)星進(jìn)行通訊連接并接收GPS信號(hào)，在定位成功后所述GPS模塊向所述FPGA模塊發(fā)送第一脈沖信號(hào)；

所述FPGA模塊接收到所述脈沖信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換成多路的第二脈沖信號(hào)并將多路的所述第二脈沖信號(hào)分別發(fā)送至多個(gè)所述采集站；

所述采集站用于采集振動(dòng)信號(hào)，所述采集站在接收到所述第二脈沖信號(hào)后開始信號(hào)采集工作，并將采集到的振動(dòng)信號(hào)發(fā)送回所述FPGA模塊；

所述FPGA模塊在接收到每個(gè)所述采集站發(fā)回的所述振動(dòng)信號(hào)后計(jì)算每個(gè)所述采集站的延遲時(shí)間并將其發(fā)送至所述上位機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

所述FPGA模塊包含時(shí)間分頻單元、IOB單元和時(shí)間補(bǔ)償單元；

所述時(shí)間分頻單元用于采集所述第一脈沖信號(hào)并通過所述FPGA模塊的IOB單元設(shè)置多個(gè)所述第二脈沖信號(hào)；

所述時(shí)間補(bǔ)充單元對(duì)產(chǎn)生的所述第二脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在所述FPGA模塊接收到對(duì)應(yīng)的所述采集站返回的振動(dòng)信號(hào)后停止計(jì)數(shù)，從而計(jì)算相應(yīng)的時(shí)間間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

所述FPGA模塊還包含第一存儲(chǔ)單元；

所述存儲(chǔ)單元用于保存所述時(shí)間補(bǔ)充單元計(jì)算出的所述采集站相應(yīng)的時(shí)間間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

在測試階段，所述上位機(jī)將每個(gè)所述采集站的信號(hào)傳輸線的長度信息發(fā)送至所述FGGA模塊，所述FPGA模塊根據(jù)接收到的每個(gè)所述采集站的信號(hào)傳輸線的長度信息以及對(duì)應(yīng)的所述采集站的時(shí)間間隔來計(jì)算每個(gè)所述采集站的延遲時(shí)間；

在實(shí)際工作階段，每個(gè)所述采集站將采集的振動(dòng)信號(hào)發(fā)送至所述上位機(jī)，所述上位機(jī)根據(jù)每個(gè)所述采集站的延遲時(shí)間對(duì)每個(gè)所述采集站進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償使得多個(gè)所述采集站實(shí)現(xiàn)同步采集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

在定位成功后，所述GPS模塊向所述FPGA模塊向所述FPGA模塊每秒鐘輸出一個(gè)寬度為1ms的PPS信號(hào)，所述FPGA模塊接收到該P(yáng)PS信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換成多路的PPS信號(hào)分別發(fā)送至多個(gè)所述采集站。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

所述FPGA模塊設(shè)有RS485接口；

每個(gè)所述采集站設(shè)有RS485轉(zhuǎn)開關(guān)數(shù)據(jù)量模塊；

每個(gè)所述RS485轉(zhuǎn)開關(guān)數(shù)據(jù)量模塊一端連接至所述FPGA模塊的RS485接口且另一端連接至對(duì)應(yīng)到的所述采集站；

所述FPGA模塊發(fā)送的所述第二脈沖信號(hào)通過所述RS485接口傳輸至對(duì)應(yīng)的所述RS485轉(zhuǎn)開關(guān)數(shù)據(jù)量模塊，再通過所述RS485轉(zhuǎn)開關(guān)數(shù)據(jù)量模塊傳輸至對(duì)應(yīng)的所述采集站。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

每個(gè)所述采集站設(shè)有用于檢測振動(dòng)信號(hào)的檢波器；

所述采集站將所述檢波器檢測到的振動(dòng)信號(hào)以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式輸出；

所述FPGA模塊設(shè)置有多端口的網(wǎng)絡(luò)傳輸接口以用于接收述采集站發(fā)回來的振動(dòng)信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于FPGA的分布式微震采集站時(shí)間采集控制與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，

每個(gè)所述采集站的信號(hào)傳輸線的長度信息均包含所述FPGA模塊至所述采集站的電纜的電纜長度和所述采集站到所述FPGA模塊的網(wǎng)線的網(wǎng)線長度。