应用于海洋地震勘探拖缆系统中的模块化采集传输电路结构的制作方法

本发明涉及海洋地震数据勘探设备的技术领域，具体涉及一种应用于海洋地震勘探拖缆系统中的模块化采集传输电路结构。

背景技术

海洋地震勘探拖缆系统主要应用于海洋的地质结构、海洋资源勘探领域。该系统由船上数据收集分析部分和水下拖缆部分组成，水下拖缆每隔一段距离挂载一个数字包，数字包用来采集数据、传输数据，即为本发明中所述采集传输平台。系统作业时，人工激发地震波信号，信号传播到海底不同的地质层反射回不同的波形信号。拖缆上各级数字包采集到这些信号，加以编码，并逐级传输到船上的数据分析平台。最终船上系统对各级数字包的数据进行处理，勘探到不同地区的海洋地质结构。

在之前的海洋地震勘探拖缆系统中，负责水下数据采集传输的数字包是由一个采集板和传输板构成，每隔一百米放置一个数字包，数字包传输板上配置有百米传输的驱动均衡芯片。但随着我国海洋地质勘探的深海化、多样化、复杂化，这样的单一结构应用场景固化，只能用于百米一级数字包的传输，在现有的机械架构下很难进行维修升级，不利于深海地质勘探中拖缆长度的拓展，难以适应现下变化多端的勘探环境。

技术实现要素：

本发明针对海洋地震勘探拖缆系统中现有的水下采集传输装置结构固化、不方便升级拓展的问题，提出了一种模块化采集传输电路。

本发明提出的一种应用于海洋地震勘探拖缆系统中的模块化采集传输电路结构，包括传输单元和采集板，传输单元包括核心板、发送板和接收板；发送板、接收板、采集板三者分别和核心板之间通过接口共享电源并进行数据和命令交互；

所述核心板包括：电源转换模块、线性稳压器和中央处理单元；所述电源转换模块，用于将直流高压电转换成低压直流电；所述线性稳压器用于将低压直流电转换成不同的电平给该模块化采集传输电路供电；所述中央处理单元用于，用于收集采集板采集到的数据对其进行编码压缩等处理，接收发送板上传来的控制命令和同步时钟继续发往发送板并根据不同命令对数据做相应处理，同时接收接收板收到的数据并发往发送板；

所述发送板，用来向上一级的采集传输电路发送数据以及接收上一级采集传输电路传来的控制命令和同步时钟；

所述接收板，用来接收下一级的采集传输电路传来的数据并给下一级采集传输电路发送控制命令和同步时钟；

所述采集板包括：数个传感器和adc模块；所述传感器用于捕捉模拟信号；所述adc用于将模拟信号转换成数字信号；最终将数字信号发送给核心板。

进一步的，传输单元的不同传输长度和/或不同精度的同步时钟，通过更换发送板和/或接收板来实现。即在面对不同的传输长度、不同精度的同步时钟时只需要更换发送板和/或接收板就可以实现，而不需要重新设计传输单元。

进一步的，为了满足不同的速率要求和功率要求，所述中央处理单元可以为fpga也可以为单片机。

进一步的，所述核心板上还包括：一个或多个实时状态监控模块，用于对实时状态进行监控，如进行高压检测以及温度检测。

进一步的，所述发送板包括命令时钟接收芯片，用来接收上一级的采集传输电路传来的控制命令和同步时钟。

为了解决上述技术问题，本发明涉及一个应用于海洋地震勘探拖缆系统中的水下数据采集传输通用化平台，在兼容原有结构的基础上，方便升级换代，调整传输方式，改变传输距离，满足日益复杂的海洋地质勘探环境。

综上所述：本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的模块化采集传输电路，将现有技术中结构固化的数据包替换为模块化结构，采集传输电路包括传输单元和采集板，传输单元包括核心板、发送板和接受板；与现有技术中结构固化的数据包相比设计更加灵活，现有技术中结构固化的数据包一旦面临到不同的勘探环境不同的参数要求时就需要重新设计整个水下采集传输装置的结构，而本发明提供的模块化采集传输电路，在面对不同的传输长度、不同精度的同步时钟时只需要更换发送板和/或接收板就可以实现，而不需要重新设计传输单元；在不同的勘探环境下，当需要采用不同参数的adc模块时，只需要更换采集板，而不需要重新设计整个采集传输电路。

(2)采用本发明后，以后的系统升级换代只需要在不同的海洋勘探情景中简单更换部件即可。极大缩短了设计周期，省掉了重复设计，节约时间。

(3)此外，这样的结构在实验中也可以根据需要对同一个板块设计多个对比测试板，从而选出在某种条件下最优的采集传输结构，降低功耗，提高参数。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的正视图。

附图标记：

1、发送板，2、第一安装铜柱，3、第一连接器，4、第二安装铜柱，5、接收板，6、第三安装铜柱，7、第二连接器，8、第四安装铜柱，9、核心板，10、第三连接器，11、采集板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

现有的在海洋地震勘探拖缆系统中，固化的数据包包括采集板和传输板。采集板用来采集拖缆上不同位置的传感器数据，转化成数字信号传给传输板。传输板则负责实现对采集板采集到的数据进行编码处理与传输，同时进行一些命令控制与同步时钟的工作。两者间通过松下的axk5s80047yg、axk6s80547yg高密度0.5mm板对板表贴组合对插连接器上下相连。连接器组合高度6mm，所以传输板的背面与采集板的背面相连，在正面放下高度超过6mm的器件。连接器接口定义更加通用化，包括不同电平的电源，对adc的控制信号、时钟信号，接收从adc采集到的数据，以及dac信号接口，检测adc的实时工作情况。

本发明提供的模块化采集传输电路，将现有的结构固化的数据包替换为模块化结构，采集传输电路包括传输单元和采集板，传输单元包括核心板、发送板和接收板；发送板、接收板、采集板三者分别和核心板之间通过接口共享电源并进行数据和命令交互。传输单元的功能替换现有数据包中的传输板的功能。由于采用的是模块化的结构，在面对不同的传输长度、不同精度的同步时钟时只需要更换发送板和/或接收板就可以实现，而不需要重新设计传输单元；在不同的勘探环境下，当需要采用不同参数的adc模块时，只需要更换采集板，而不需要重新设计整个采集传输电路。

本发明中传输单元是由核心板、发送板、接收板三个部分组成。海洋地震勘探拖缆系统中一般是高压供电，所以核心板上放置一个电源转换模块把直流高压电转换成低压直流电，一个线性稳压器把低压直流电转换成不同的电平给传输单元供电。核心板上还放置一个中央处理单元，为了满足不同的速率要求和功率要求，可以是fpga也可以是单片机。另外核心板上还有一些实时状态监控模块进行高压检测以及温度检测等等。发送板上放置一些发送驱动芯片，驱动数据发送。发送板除了往上一级发送数据还要接收上一级传来的控制命令和同步时钟，所以发送板上还有相对低速的命令时钟接收芯片。作为对称的接收板上需要接收下级传来的数据并给下级发送命令和时钟。核心板、发送板、接收板三者通过erni1.27毫米smc弯角式连接器横向组合连接而成。发送板、接收板两者和核心板之间的接口主要是低压电源和数据命令通路，在面对不同的传输长度、不同精度的同步时钟时只需要更换发送板和接收板而不需要重新设计整个传输单元。

图1为传输单元的俯视图，1为发送板，5为接收板，9为核心板，发送板1、核心板9、接收板5三部分是传输单元主体。3第一连接器、7第二连接器，如采用erni公司1.27毫米smc弯角连接器。3连接器用于连接发送板1与核心板9，7第二连接器用于连接接收板与5核心板9。整个结构四周固定有第一安装铜柱2、第二安装铜柱4、第三安装铜柱6、第四安装铜柱8四个安装铜柱，以保证结构稳固。

图2为整个结构的正视图，11是采集板。传输单元背面和采集板11背面之间通过第三连接器10，如采用两对松下公司axk5s80047yg、axk6s80547yg高密度0.5mm板对板对插连接器相连。

例如现阶段需要实现100米160m数据传输，采用lvds方式，发送板用clc001对数据预加重，接收板用clc012对数据均衡。如果需要升级为短距离传输时只需要在原有基础上重新设计发送板和接收板，可以很快替换成mlvds传输，降低功耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。