本发明是一种基于物联网技术的大地电磁测深数据传输和监测方法，涉及物联网、无线传输、智能终端、数据库和数据处理等多个领域。
背景技术：
大地电磁测深是通过观测天然变化的电磁场水平分量，将电磁场信号转换成视电阻率曲线和相位曲线，然后反演求得各地层的电阻率和厚度值，它是探测岩石层电性结构的主要方法。大地电磁测深方法已经被广泛应用于地下水和热水资源勘探、地下矿产资源勘探、地质调查、石油天然气勘探、工程地质勘探、深部构造探测等领域。这些仪器多数工作于环境比较恶劣的地区,接收机之间以及接收机和主控机之间通讯非常困难。当前的工作模式一般是将采集的数据分别存放于接收机的磁盘中，测量工作结束后，回到室内再将这些数据收集到上位机，根据工作现场的其它记录手动整理，然后进行后期的处理。在这种工作模式下，如果某台接收机没有正常工作，或者工作一定时间后出现故障，无法及时发现，则需要重新测量，费时费力。
基于物联网技术的大地电磁测深数据传输和监测方法的基本思想是，在大地电磁测深工作现场建立无线通讯网络，定义数据通讯协议，为电磁测深接收仪器与现场上位机、智能终端之间传输数据，并在上位机、智能终端中进行数据处理，监测数据采集装置的工作状态和数据质量，以便在工作现场发现问题及时解决。
为了在大地电磁测深工作现场，特别是在地形非常复杂，环境比较恶劣的情况实现顺畅的数据通讯，本发明提出了基于物联网技术的无线组网方法，提出了适合大地电磁测深数据传输的无线传输协议，提出了数据处理和滤波算法，并提出了适合数据采集装置管理和数据自动组织的数据库模型。
技术实现要素：
本发明需要解决的主要问题是复杂环境下电磁测深仪器状态和数据监测，因此提出了一种基于物联网技术的无线数据传输方法，结合fft和各向同性扩散算法对数据进行处理和滤波，从而为状态和数据监测提供可靠的手段。本发明的结构框图见图1。
主要包括：(1)为数据采集装置开发了数据传输接口；(2)建立基于zigbee的无线网络，定义了相应的数据传输协议；(3)分别开发了智能手机、pda和现场数据监测微机端的信息收发和数据处理程序；(4)建立相应的数据库保存各数据采集装置的信息，维护各数据采集装置、信息传输接口之间的关系，以保证数据自动组织和处理的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
1.数据采集装置的数据传输接口
设计了基于嵌入式技术的数据传输设备，利用usb接口读取数据采集装置读取磁盘中的数据，并利用zigbee模块对数据进行传输；
2.建立基于zigbee的无线网络，定义相应的数据传输协议
对野外地质测量工作来说，小型化、轻便化和低功耗是判断仪器优劣的很重要的标准，各设备之间距离比较远，而且地形比较复杂，因此不适合采用有线的方式在各采集装置以及采集装置和上位机之间进行数据通讯；而地形比较复杂，人烟稀少的环境中，手机信号一般很弱甚至没有，因此基于2g或3g的无线通讯模式智能是一种备选。而zigbee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术，可以采用自组织网络和动态路由来实现各个微小的传感器之间相互协调实现通信，只需要很少的能量，就可以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以通信效率非常高。
本发明利用zigbee芯片开发了无线通信板，并根据大地电磁测深数据的特点定义了对应的无线数据传输协议，保证上位机完成各帧数据的组装，并识别不同类型的信息，如采集数据、对应的数据采集装置信息等。
针对zigbee传输速率低的问题，采用多射频、多信道技术，提高了数据传输速度。
3.数据库系统
建立相应的数据库模型，用来保存每次数据采集工作对应的信息，如测量工作所处位置名称、经纬度、线号、排列、点号，收发距等，并维护各数据采集装置、信息传输接口之间的关系，这样可以使上位机根据这些关系自动对接收到的数据进行组织和处理，减少人工操作的工作量，并避免了误操作带来的损失。
4.上位机信息收发和数据处理程序
根据定义的无线传输协议，在上位机开发了相应的数据收发程序，根据数据库信息，在接收到数据后自动进行组织和处理，主要包括：
(1)数据的自动组织
大地电磁测深数据在进行具体处理之前，必须按照线号、排列、点号、频点的方式进行组织，并需要有发射频率、采集的起止时间等辅助信息。数据库中信息建立后，在上位机接收到数据时，自动根据相应关系将其复制到对应位置。
(2)数据处理
数据处理主要包括电磁场数据对应频点的信号提取、电磁场信号的计算、视电阻率的计算和数据滤波。
信号提取：对原始采用fft变换，获得对应频点处的信号幅值和相位；
电磁场信号计算：根据发射电流和收发距等信息将提取的信号幅值和相位信息转换为对应的电磁场信号；
视电阻率计算：根据卡尼亚电阻率计算公式，利用磁场信号除以与之正交的电场信号，即得到对应的视电阻率；
数据滤波：电磁测深数据中，往往有很多“飞点”，分别采用了各向同性扩散算法与信息熵和有理函数滤波等方法对数据进行滤波，提高了信噪比，改善了实测数据的质量。