一种地球物理勘测采集数据的传输系统的制作方法
【专利说明】一种地球物理勘测采集数据的传输系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及地震数据采集和传输系统，具体是一种地球物理勘测采集数据的传输系统。
【背景技术】
[0003]目前国内外最为先进的地震勘探仪器中的数据采集系统当属法国Sercel公司的428系列陆上地震数据采集系统，中海油海上地震数据采集系统-“海亮“系统，中石油ES109万道陆上地震仪系统等。另外还有一些其他研究机构研制的采集系统，如中国地震局分析预报中心申请的专利“地震数据采集器”(申请号01142110.X)。
[0004]法国Sercel公司在陆上地震仪器研制方面积累了多年经验，其最新推出的428系列，在其408的基础上改进后功能更加强大，采集板功耗更低，噪声也更低，系统动态范围更大。由于商业机密，其未公开其数据采集单元的具体实现细节，428系列采集站采用的模数转换器仍然是24位。这是当前地震勘探领域普遍使用的精度。随着高精度、高分辨地震勘探技术的发展，以及复杂地质勘探的需求，对地震数据采集模数变换器(ADC)的精度提出了更高的要求。
[0005]中海油“海亮“地震数据采集系统采用CirrusLogic公司生产的采集套片，以CS5372+CS5376构成A/D变换模块，完成24-bit的模数变换，其在Ims采样率下的动态范围典型值为115dB左右。由于调制器和滤波器分开实现，采集系统功耗和面积都较大。基于采集系统可变增益的需要，其前端采用独立的可变增益放大器进行处理，前端模拟系统集成度低，造成系统噪声平台高，Ims采样率下的典型噪声值为2.5μν RMS。
[0006]中石油ES109万道陆上地震采集系统中使用的芯片和中海油类似，具有和中海油系统同样的问题，动态范围不高，功耗大，面积大，系统集成度低。
[0007]中国地震局分析预报中心申请的专利“地震数据采集器”中使用的A/D变换芯片采用的也是Cirrus Logic的一款产品:CS5321+CS5322。输出字长为24-bit，Ims典型采样率下，系统动态范围典型值不超过120dB。且采集站后端处理单元采用了数字信号处理器TMS320C32，系统结构相对复杂，灵活性相对较差。
[0008]可见，目前地震勘探仪器数据采集系统普遍采用24-bit精度，系统噪声受系统集成度影响较大，基于ASIC电路的系统通常具有较低的系统噪声，系统动态范围大；而基于分立芯片构建的前端模数变换系统，则集成度差，系统噪声高。随着地震勘探仪器研制技术的发展以及对高分辨地震勘探精度要求的提高，前端模数变换系统需要向高集成度，低噪声，高精度，低功耗的方向发展。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种地球物理勘测采集数据的传输系统，将采集站采集到的地震数据快速准确的传输给主控站。
[0010]本发明的技术方案为:
一种地球物理勘测采集数据的传输系统，包括有主控站、N个交叉站和NXM个采集站，主控站依次与N个交叉站连接，N个交叉站之间通过交叉线连接，M个采集站通过大线连接于每个交叉站的两侧；所述的采集站包括有采集单片机，分别与采集单片机连接的数据采集单元和两组数据传输单元；所述的数据采集单元包括有顺次连接的采集传感器、滤波器、放大检测器和模数转换单元，所述的模数转换单元与采集单片机连接；所述的两组数据传输单元均包括有与采集单片机连接的并/串转换器和与并/串转换器连接的驱动器组成；所述的每个交叉站是由交叉单片机，分别与交叉单片机连接的数据接收单元和数据发送单元组成；所述的数据接收单元和数据发送单元均包括有与交叉单片机连接的第一串/并转换器和与第一串/并转换器连接的第一均衡器，所述的数据接收单元的第一均衡器与所述的数据传输单元的驱动器连接；所述的主控站包括有中央处理器，与中央处理器连接的第二串/并转换器和与第二串/并转换器连接的第二均衡器，以及与中央处理器连接的数据上传接口 ；所述的数据发送单元的第一均衡器与主控站的第二均衡器连接。
[0011]所述的数据接收单元为三组，所述的数据发送单元为一组。
[0012]所述的第一均衡器和第二均衡器均选用均衡器CLC012。
[0013]本发明的优点:
本发明采集站的数据传输单元采用了对称式设计，采集站不区分方向性，这对野外施工提供了极大地便利，提高了野外作业的效率；本发明的交叉站为四面对称设计保证了交叉站和其他交叉站、主控机或采集站连接时，不用区分连接方向，可以随意旋转90度连接，方便了野外作业，提高了野外现场工作效率；本发明主控站本发明既可与交叉站连接，也可直接与采集站连接，采用LVDS高速差分电传输方式与交叉站或采集站进行通信，避免采用光纤通信时的不易维护的缺点。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图。
[0015]图2是本发明采集站的结构示意图。
[0016]图3是本发明交叉站的结构示意图。
[0017]图4是本发明主控站的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]见图1，一种地球物理勘测采集数据的传输系统，包括有主控站1、N个交叉站2和NXM个采集站3，主控站I依次与N个交叉站2连接，N个交叉站2之间通过交叉线连接，M个采集站3通过大线连接于每个交叉站2的两侧；
见图2，采集站3包括有采集单片机31，分别与采集单片机31连接的数据采集单元和两组数据传输单元；数据采集单元包括有顺次连接的采集传感器32、滤波器33、放大检测器34和模数转换单元35，模数转换单元35与采集单片机31连接；两组数据传输单元均包括有与采集单片机31连接的并/串转换器36和与并/串转换器36连接的驱动器37组成； 每个交叉站2是由交叉单片机21，分别与交叉单片机21连接的三组数据接收单元和一组数据发送单元组成；数据接收单元和数据发送单元均包括有与交叉单片机连接的第一串/并转换器22和与第一串/并转换器22连接的第一均衡器23，数据接收单元的第一均衡器23与数据传输单元的驱动器37连接；
主控站I包括有中央处理器11，与中央处理器11连接的第二串/并转换器12和与第二串/并转换器12连接的第二均衡器13，以及与中央处理器11连接的数据上传接口 14 ;数据发送单元的第一均衡器23与主控站的第二均衡器13连接。其中，第一均衡器23和第二均衡器13均选用均衡器CLC012。
[0019]本发明的工作原理:
采集传感器32采集到的地震数据通过滤波器33、放大检测器34和模数转换单元35的处理转换后传输给采集单片机31，采集单片机将地震数据的数字信号通过一组数据传输单元传输给前端采集站的其中一组数据传输单元，前端采集站的另一组数据传输单元再依次传输给更前端的采集站，依次传输后，中间的两个采集站将地震信号通过数据接收单元传输给交叉单片机21，交叉单片机21再通过数据发送单元、第二均衡器13、第二串/并转换器12传输给中央处理器11，中央处理器11通过数据上传接口 14将数据上传进行分析显不O
【主权项】
1.一种地球物理勘测采集数据的传输系统，包括有主控站、N个交叉站和NXM个采集站，主控站依次与N个交叉站连接，N个交叉站之间通过交叉线连接，M个采集站通过大线连接于每个交叉站的两侧；其特征在于:所述的采集站包括有采集单片机，分别与采集单片机连接的数据采集单元和两组数据传输单元；所述的数据采集单元包括有顺次连接的采集传感器、滤波器、放大检测器和模数转换单元，所述的模数转换单元与采集单片机连接；所述的两组数据传输单元均包括有与采集单片机连接的并/串转换器和与并/串转换器连接的驱动器组成；所述的每个交叉站是由交叉单片机，分别与交叉单片机连接的数据接收单元和数据发送单元组成；所述的数据接收单元和数据发送单元均包括有与交叉单片机连接的第一串/并转换器和与第一串/并转换器连接的第一均衡器，所述的数据接收单元的第一均衡器与所述的数据传输单元的驱动器连接；所述的主控站包括有中央处理器，与中央处理器连接的第二串/并转换器和与第二串/并转换器连接的第二均衡器，以及与中央处理器连接的数据上传接口 ；所述的数据发送单元的第一均衡器与主控站的第二均衡器连接。2.根据权利要求1所述的一种地球物理勘测采集数据的传输系统，其特征在于:所述的数据接收单元为三组，所述的数据发送单元为一组。3.根据权利要求1所述的一种地球物理勘测采集数据的传输系统，其特征在于:所述的第一均衡器和第二均衡器均选用均衡器CLC012。
【专利摘要】本发明公开了一种地球物理勘测采集数据的传输系统，包括有主控站、N个交叉站和N×M个采集站，主控站依次与N个交叉站连接，N个交叉站之间通过交叉线连接，M个采集站通过大线连接于每个交叉站的两侧。本发明采集站采用了对称式设计，采集站不区分方向性，这对野外施工提供了极大地便利，提高了野外作业的效率；本发明的交叉站为四面对称设计保证了交叉站和其他交叉站、主控机或采集站连接时，不用区分连接方向，可以随意旋转90度连接，方便了野外作业，提高了野外现场工作效率；本发明主控站本发明既可与交叉站连接，也可直接与采集站连接，采用LVDS高速差分电传输方式与交叉站或采集站进行通信，避免采用光纤通信时的不易维护的缺点。
【IPC分类】G01V1/22
【公开号】CN105137478
【申请号】CN201510631795
【发明人】杨阳, 俞小露, 胡鑫, 於霞
【申请人】合肥国为电子有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月29日