光电混合阵列探测系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于信号探测领域，为提供一种自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的光电混合阵列探测系统。本发明采用的技术方案是，光电混合阵列探测系统，包括：数据记录中心、数据传输模块、信号采集模块、光源模块、光电转换模块、光纤水听器、光纤，数据记录中心一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块中，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些数据进行存储和相应处理；信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据通信；若干数据传输模块依次串接，从数据记录中心发出的控制命令依次转发到位于最末端的数据传输模块。本发明主要应用于气体检测。
【专利说明】光电混合阵列探测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于信号探测领域，具体讲，涉及光电混合阵列探测系统。
技术背景
[0002]阵列探测系统在地震勘探、工程勘探、岸基警戒、拖曳声呐等方面具有广泛的应用[1_3]。阵列探测系统主要由探测缆段和数据记录中心两部分组成，而探测缆段又主要由信号采集模块和数据传输模块组成。传统的阵列探测系统主要分为两种，一种是全电缆阵列探测系统[4]，一种是全光缆阵列探测系统[3’5]。全电缆阵列探测系统是指探测缆段内部全部采用电信号来传送信息，传输介质也全采用电线，且传感器一般为压电水听器；全光缆阵列探测系统是指探测缆段内部全部采用光信号来传送信息，传输介质也全为光纤，且传感器一般为光纤水听器。与压电水听器相比，光纤水听器具有自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强等优点[6]，所以全电缆阵列探测系统获取的信号质量没有全光缆阵列探测系统的闻。
[0003]然而，与电线相比，光纤传输介质具有如下缺点:易断裂且机械强度差，信号的分流与耦合困难，当光纤断裂时，需要专门的光纤融接机进行连接[7_8]，光纤的融接过程比电线的焊接过程复杂，所以传输介质全为光纤的全光缆阵列探测系统在现场的使用过程中，容易损坏，可靠性不高。
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【发明内容】
[0012]为克服现有技术的不足，本发明旨在，提供一种自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的光电混合阵列探测系统。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，光电混合阵列探测系统，包括:数据记录中心、数据传输模块、信号采集模块、光源模块、光电转换模块、光纤水听器、光纤，
[0013]数据记录中心一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块中，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些数据进行存储和相应处理；信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据通信；若干数据传输模块依次串接，从数据记录中心发出的控制命令依次转发到位于最末端的数据传输模块；
[0014]数据传输模块相对应的信号采集模块获取来自水听器的探测数据，然后再将这些探测数据进行相应的处理后传送到上一级数据传输模块；该数据传输模块同时还接收来自下一级数据传输模块转发过来的探测数据，然后将这些探测数据进行组装后，再次发送到上一级数据传输模块；
[0015]在信号采集模块中，信号解调模块具有信号解调与控制的作用，它一方面接收控制命令，并根据这些控制命令来改变信号采集模块的工作状态，它另一方面它接收来自于光电转换模块传来的探测数据并将这些探测数据上传到数据传输模块中，信号采集模块还对光源模块进行控制；
[0016]光源模块输出的光信号经过光分路器后，再分别传送到各个水听器中；
[0017]光源模块的输出端、光分路器的两边、各个水听器的两端、各个水听器与光电转换模块之间，信号的传输介质均为光纤；
[0018]光电转换模块负责将各个光纤水听器传来的光信号转换成相应的电信号；光源模块为各个水听器提供光能。
[0019]数据记录中心通过下行通路发送控制命令到各个数据传输模块中，下行通路为下述方式中的一种:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到各个数据传输模块中；在此方式中，待发送的控制命令不经过编码，直接传输原始码流，或者对控制命令进行曼彻斯特编码后，再进行传输，或者对控制命令进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式；(3)基于以太网接口芯片，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(4)基于电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中。
[0020]各个数据传输模块通过上行通路将数据发送到数据记录中心，上行通路采取以下四种方式中的任意一种实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；待发送的探测数据可以不经过编码，直接传输原始码流，或者对探测数据进行曼彻斯特编码后，再进行传输；或者对探测数据进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(3)基于以太网接口芯片，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(4)基于电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心。
[0021]本发明具备下列技术效果:
[0022](I)本发明中，传感器采用光纤水听器，以利用光纤水听器自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的优点，所以获取的信号质量比全电缆阵列探测系统更高；
[0023](2)本发明中仅仅在获取信号时，采用光纤水听器以及光纤介质，其它部分全部采用电线进行电信号传输与处理；
[0024](3)本发明由于使用了性能优越的光纤水听器，所以在探测缆段中包含有少量的光纤；与此同时，本发明由于使用了机械强度高、易于焊接、可靠性高的电线进行信号传输，所以在探测缆段中包含有大量的电线；为了使与水听器、光源模块和光电转换模块相连接的少量的光纤不易断裂，本发明采用光纤保护层对光纤进行集中保护；
[0025](4)本发明探测缆段中的光纤数量比全光缆阵列探测系统中的光纤数量大大减少，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统具有更好的可靠性；与此同时，本发明采用了与全光缆阵列探测系统一样的光纤水听器，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统和全光缆阵列探测系统能获取相同的信号质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1示出本发明的光电混合阵列探测系统原理框图。
[0027]图2示出本发明的信号采集模块内部原理框图。
[0028]图3示出本发明的数据传输模块内部原理框图。
[0029]图1中:1为数据记录中心，2为探测缆段，3为下行传输电线，4为上行传输电线，5为探测数据传输电线，6为控制命令传输电线，7为数据传输模块(I)，8为信号采集模块，9为下行传输电线，10为光纤，11为光纤水听器，12为光纤，13为上行传输电线，14为光纤保护层，15为数据传输模块(2)，16为信号采集模块(2)，17为上行传输电线，18为下行传输电线，19为数据传输模块(i)，20为信号采集模块(i)，21为上行传输电线，22为下行传输电线，23为数据传输模块(η)，24为信号采集模块(η)。
[0030]图2中:25为光源模块,26为光纤,27为光分路器,28为传输电线，29为传输电线，30为信号解调模块，31为光电转换模块,32为光纤,33为光纤水听器,34为光纤。
[0031]图3中:35为传输电线，36为传输电线，37为命令接收模块,38为数据发送模块，39为数据传输模块处理中心，40为命令发送模块，41为数据接收模块。
【具体实施方式】
[0032]能克服如下缺点:(1)本发明能克服全电缆阵列探测系统自噪声大、灵敏度不高、动态范围不大、抗干扰能力不强的缺点；(2)本发明能克服全光缆阵列探测系统的数据传输节点之间易出现光纤断裂、光纤的融接复杂等缺点。
[0033]本发明具有如下优点:(I)采用自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的光纤水听器作为传感器来获取信号，获取的信号质量高，系统的性能好；(2)采用不易断裂、机械强度高、信号的分流与耦合简单、连接简单方便的电线作为数据传输的介质，传输线不易折断，系统不易出现故障，可靠性高。
[0034]本发明采取的技术方案是，光电混合阵列探测系统，包括:
[0035]数据记录中心:数据记录中心一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些探测数据进行存储和相应处理；
[0036]信号采集模块:信号采集模块能同时接收和处理多个水听器传来的信号；
[0037]光纤水听器:光纤水听器被作为传感器去获取信号；[0038]数据传输模块:数据传输模块(i) (i=l,2,…，η)接收信号采集模块(i) (i=l，2，…，η)上传的探测数据；此外，数据传输模块(i)包括一个上行通路和一个下行通路；下行通路由命令传输通路组成，上行通路由数据传输通路组成；
[0039]数据传输模块(i)通过下行通路中的命令接收模块接收从数据传输模块转(1-1)发过来的控制命令(注意:控制命令的源头都为数据记录中心，即控制命令都只由数据记录中心发送，而每个数据传输模块只是对控制命令进行转发)，然后通过数据传输模块处理中心一方面对控制命令进行识别并做出相应的操作，另一方面通过命令发送模块将控制命令转发到数据传输模块转(i+1)中去；
[0040]数据传输模块(i)通过上行通路中的数据接收模块接收从数据传输模块转(1-1)传送过来的探测数据，然后将这些探测数据与从信号采集模块(i)上传的探测数据进行组装后，再通过数据发送模块发送到数据传输模块转(1-Ι)中去。
[0041]数据传输模块处理中心:数据传输模块处理中心分别与下行通路中的命令接收模块和命令发送模块连接，以及与上行通路中的数据接收模块和数据发送模块连接；数据传输模块处理中心是数据传输模块的核心，数据传输模块的所有控制过程、工作状态的改变以及数据的处理等都由数据传输模块处理中心来完成；
[0042]命令传输通路:命令传输通路由命令接收模块、数据传输模块处理中心、命令发送模块组成；
[0043]数据传输通路:数据传输通路由数据接收模块、数据传输模块处理中心、数据发送模块组成；
[0044]进一步，进行命 令传送的下行通路，也就是命令传输通路可用以下四种方式中的任意一种实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到各个数据传输模块中；注意，在此方式中，待发送的控制命令可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对控制命令进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于控制命令接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对控制命令进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(3)基于以太网接口芯片，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中。
[0045]进一步，进行数据传送的上行通路，也就是数据传输通路可用以下四种方式中的任意一种实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；注意，在此方式中，待发送的探测数据可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对探测数据进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于探测数据接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对探测数据进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(3)基于以太网接口芯片，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心。
[0046]进一步，信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据传输；
[0047]进一步，从数据记录中心发出的控制命令被从第一个数据传输模块逐级转发到最后一个数据传输模块；
[0048]与数据传输模块⑴(i=l，2，…，η)相对应的信号采集模块⑴(i=l，2，…，η)获取来自水听器的探测数据，然后再将这些探测数据进行相应的处理后传送到数据传输模块
(i)(i=l，2，…，η);数据传输模块(i)(i=l，2，…，η)同时还接收来自数据传输模块(i+1)转发过来的探测数据，然后将这些探测数据进行组装后，再次发送到数据传输模块(1-1)中去；
[0049]信号采集模块中，信号解调模块具有信号解调与控制的作用，它一方面接收从数据传输模块下传的控制命令，并根据这些控制命令来改变信号采集模块的工作状态，另一方面接收来自于光电转换模块传来的探测数据并将这些探测数据上传到数据传输模块中，再一方面能对光源模块进行控制；
[0050]在信号采集模块中，从光源模块输出的光信号经过光分路器后，再分别传送到各个水听器中；一个光分路器分出光的路数能根据实际需要进行选择；
[0051]在信号采集模块中，光源模块的输出端、光分路器的两边、各个水听器的两端、各个水听器与光电转换模块之间，信号的传输介质均为光纤；其它部分信号的传输介质均为电线；
[0052]光电转换模块:光电转换模块负责将各个光纤水听器传来的光信号转换成相应的电信号；光源模块为各个水听器提供光能。
[0053](I)本发明中 ，传感器采用光纤水听器，以利用光纤水听器自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的优点，所以获取的信号质量比全电缆阵列探测系统更高；
[0054](2)本发明中仅仅在获取信号时，采用光纤水听器以及光纤介质，其它部分全部采用电线进行电信号传输与处理；
[0055](3)本发明由于使用了性能优越的光纤水听器，所以在探测缆段中包含有少量的光纤；与此同时，本发明由于使用了机械强度高、易于焊接、可靠性高的电线进行信号传输，所以在探测缆段中包含有大量的电线；为了使与水听器、光源模块和光电转换模块相连接的少量的光纤不易断裂，本发明采用光纤保护层对光纤进行集中保护；
[0056](4)本发明探测缆段中的光纤数量比全光缆阵列探测系统中的光纤数量大大减少，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统具有更好的可靠性；与此同时，本发明采用了与全光缆阵列探测系统一样的光纤水听器，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统和全光缆阵列探测系统能获取相同的信号质量。
[0057]下面结合附图和【具体实施方式】进一步详细说明本发明。
[0058]本发明中，传感器采用光纤水听器，以利用光纤水听器自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的优点；
[0059]进一步，本发明中仅仅在获取信号时，采用光纤水听器以及光纤介质，其它部分全部采用电线进行电信号传输与处理；
[0060]进一步，本发明由于使用了性能优越的光纤水听器，所以在探测缆段中包含有少量的光纤；与此同时，本发明由于使用了机械强度高、易于焊接、可靠性高的电线进行信号传输，所以在探测缆段中包含有大量的电线；为了使与水听器、光源模块和光电转换模块相连接的少量的光纤不易断裂，本发明采用光纤保护层对光纤进行集中保护；
[0061]进一步，本发明探测缆段中的光纤数量比全光缆阵列探测系统中的光纤数量大大减少，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统具有更好的可靠性；与此同时，本发明采用了与全光缆阵列探测系统一样的光纤水听器，所以本发明所描述的光电混合阵列探测系统和全光缆阵列探测系统能获取相同的信号质量；
[0062]进一步，本发明采用光纤水听器，所以获取信号的质量比全电缆阵列探测系统更闻;
[0063]进一步，本发明通过信号采集模块中的光纤水听器获取信号，并采用光源模块给光纤水听器提供光能；
[0064]进一步，一个光源模块能通过光分路器对多个水听器提供光能；各个水听器接收到的信号并行地传送到光电转换模块，光电转换模块将光信号转换成电信号后传送至信号解调模块中；
[0065]进一步，信号解调模块对输入的电信号进行解调、模数转换以及相应处理后输出到数据传输模块；
[0066]进一步，信号采集模块从数据传输模块中接收控制命令，以根据不同的控制命令来改变自身的工作状态；
[0067]进一步，数据传输模块接收信号采集模块上传的探测数据；此外，每个数据传输模块包括一个上行通路和一个下行通路；下行通路由命令传输通路组成，上行通路由数据传输通路组成；数据传输模块通过下行通路中的命令接收模块接收从上一个数据传输模块转发过来的控制命令(注意:控制命令的源头都为数据记录中心，即控制命令都只由数据记录中心发送，而每个数据传输模块只是对控制命令进行转发)，然后通过数据传输模块处理中心一方面对命令进行识别并做出相应的操作，另一方面通过命令发送模块将控制命令转发到下一个数据传输模块中去；数据传输模块通过上行通路中的数据接收模块接收从下一个数据传输模块传送过来的探测数据，然后将这些数据与从信号采集模块上传的数据进行组装后，再通过数据发送模块发送到上一个数据传输模块中去；
[0068]进一步，进行命令传送的下行通路可用以下四种方式中的任意一种来实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；注意，在此方式中，待发送的控制命令可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对控制命令进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于控制命令接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对控制命令进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(3)基于以太网接口芯片，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中。
[0069]进一步，进行数据传送的上行通路可用以下四种方式中的任意一种来实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；注意，在此方式中，待发送的探测数据可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对探测数据进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于探测数据接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对探测数据进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(3)基于以太网接口芯片，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心。
[0070]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0071]本发明中，光电混合阵列探测系统主要由数据记录中心1，探测缆段2，下行传输电线3,上行传输电线4,探测数据传输电线5,控制命令传输电线6,数据传输模块(I) 7,信号采集模块(1)8，下行传输电线9，光纤10，光纤水听器11，光纤12，上行传输电线13，光纤保护层14,数据传输模块(2) 15,信号米集模块(2) 16,上行传输电线17,下行传输电线18,数据传输模块(i) 19，信号采集模块(i)20，上行传输电线21，下行传输电线22，数据传输模块(η) 23，信号采集模块(η) 24。
[0072]进一步，数据记录中心I 一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块中，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些数据进行存储和相应处理；
[0073]进一步，一个信号采集模块能同时接收和处理多个水听器传来的信号；
[0074]进一步，信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据通信；
[0075]进一步，从数据记录中心I发出的控制命令被从数据传输模块(I) 7，逐级地经过数据传输模块(2) 15、数据传输模块(i) 19转发到位于最末端的数据传输模块(η) 23中。
[0076]进一步，与数据传输模块(i) (i=l,2,…，η)相对应的信号采集模块(i) (i=l，2，…，η)获取来自水听器的探 测数据，然后再将这些探测数据进行相应的处理后传送到数据传输模块(i) (i=l,2,…，η);数据传输模块(i) (i=l,2,…，η)同时还接收来自数据传输模块(i+1) (i=l，2，…，η)转发过来的探测数据，然后将这些探测数据进行组装后，再次发送到数据传输模块(1-1) (i=l，2，…，η)中去；
[0077]进一步，在信号采集模块(i) (i=l,2,…，η)中，信号解调模块30具有信号解调与控制的作用，它一方面接收从传输线28传来的控制命令，并根据这些控制命令来改变信号采集模块(i)的工作状态，它另一方面它接收来自于光电转换模块31传来的探测数据并将这些探测数据通过29上传到数据传输模块(i) 19中，它再一方面能对光源模块25进行控制；
[0078]进一步，在信号米集模块(i)(i=l,2, *..,η)中，从光源模块25输出的光信号经过光分路器27后，再分别传送到各个水听器中；
[0079]进一步，在信号米集模块(i) (i=l，2,..., η)中，光源模块25的输出端、光分路器27的两边、各个水听器的两端、各个水听器与光电转换模块31之间，信号的传输介质均为光纤；其它部分信号的传输介质均为电线；
[0080]进一步，光电转换模块31负责将各个光纤水听器传来的光信号转换成相应的电信号；光源模块25为各个水听器提供光能；
[0081]进一步，数据传输模块(i) (i=l,2,…，η)接收信号采集模块(i) (i=l，2，…，η)上传的探测数据；此外，数据传输模块(i)包括一个上行通路和一个下行通路；下行通路由命令传输通路组成，上行通路由数据传输通路组成；数据传输模块(i)通过下行通路中的命令接收模块37接收从数据传输模块转(1-Ι)发过来的控制命令(注意:控制命令的源头都为数据记录中心1，即控制命令都只由数据记录中心I发送，而每个节点只是对控制命令进行转发)，然后通过数据传输模块处理中心39 —方面对控制命令进行识别并做出相应的操作，另一方面通过命令发送模块40将控制命令转发到数据传输模块转(i+1)中去；数据传输模块(i)通过上行通路中的数据接收模块41接收从数据传输模块转(1-Ι)传送过来的探测数据，然后将这些探测数据与从信号采集模块(i)上传的探测数据进行组装后，再通过数据发送模块38发送到数据传输模块转(1-Ι)中去。
[0082]进一步，进行命令传送的下行通路可用以下四种方式中的任意一种来实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；注意，在此方式中，待发送的控制命令可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对控制命令进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于控制命令接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对控制命令进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(3)基于以太网接口芯片，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中。
[0083]进一步，进行数据传送的上行通路可用以下四种方式中的任意一种来实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；注意，在此方式中，待发送的探测数据可以不经过编码，直接传输原始码流，也可以对探测数据进行曼彻斯特编码后，再进行传输，以便于探测数据接收端易于从数据流中提取定时信息，还可以对探测数据进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输，以减小数据的传输带宽；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(3)基于以太网接口芯片，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(4)基于其它的电压或电流驱动的硬件接口，采用异步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心。
【权利要求】
1.一种光电混合阵列探测系统，其特征是，包括:数据记录中心、数据传输模块、信号采集模块、光源模块、光电转换模块、光纤水听器、光纤； 数据记录中心一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块中，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些数据进行存储和相应处理；信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据通信；若干数据传输模块依次串接，从数据记录中心发出的控制命令依次转发到位于最末端的数据传输模块； 数据传输模块相对应的信号采集模块获取来自水听器的探测数据，然后再将这些探测数据进行相应的处理后传送到上一级数据传输模块；该数据传输模块同时还接收来自下一级数据传输模块转发过来的探测数据，然后将这些探测数据进行组装后，再次发送到上一级数据传输模块； 在信号采集模块中，信号解调模块具有信号解调与控制的作用，它一方面接收控制命令，并根据这些控制命令来改变信号采集模块的工作状态，它另一方面它接收来自于光电转换模块传来的探测数据并将这些探测数据上传到数据传输模块中，信号采集模块还对光源模块进行控制； 光源模块输出的光信号经过光分路器后，再分别传送到各个水听器中； 光源模块的输出端、光分路器的两边、各个水听器的两端、各个水听器与光电转换模块之间，信号的传输介质均为光纤； 光电转换模块负责将各个光纤水听器传来的光信号转换成相应的电信号；光源模块为各个水听器提供光能。
2.如权利要求1所述的光电混合阵列探测系统，其特征是，数据记录中心通过下行通路发送控制命令到各个数据传输模块中，下行通路为下述方式中的一种:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到各个数据传输模块中；在此方式中，待发送的控制命令不经过编码，直接传输原始码流，或者对控制命令进行曼彻斯特编码后，再进行传输，或者对控制命令进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输；⑵基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式；(3)基于以太网接口芯片，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中；(4)基于电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将控制命令从数据记录中心开始逐级转发到每个数据传输模块中。
3.如权利要求1所述的光电混合阵列探测系统，其特征是，各个数据传输模块通过上行通路将数据发送到数据记录中心，上行通路采取以下四种方式中的任意一种实现:(I)基于RS485硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；待发送的探测数据可以不经过编码，直接传输原始码流，或者对探测数据进行曼彻斯特编码后，再进行传输；或者对探测数据进行从NRZ到NRZI再到MLT-3的编码后，再进行传输；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(3)基于以太网接口芯片，将探测数据逐级地传送到数据记录中心；(4)基于电压或电流驱动的硬件接口，采用异步或同步传输的方式，将探测数据逐级地传送到数据记录中心。
【文档编号】G01S7/52GK103439745SQ201310389395
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】段发阶, 张敏, 蒋佳佳, 李彦超, 华香凝, 陈劲, 李宸阳, 李骥, 段晓杰 申请人:天津大学