基于wlan的无缆地震仪的数据传输装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于WLAN的无缆地震仪数据传输装置，是由AT91RM9200经物理层接口芯、无线网络处理单元、无线收发器分别连接功率放大器和低噪声放大器，功率放大器和低噪声放大器分别经收发切换器与天线连接，收发切换器经无线收发器与功率放大器连接构成。与无缆存储式地震仪原有的2.4GHz通信模块相比，距离由原有的几十米到200多米提高至1000米左右，速度也由原来的300～400KBit/s提高至现在的2～2.5MBit/s，大幅度提高了无缆地震仪的无线通信的距离和速度。满足了野外无缆地震仪数据实时回收的需求。
【专利说明】
基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置
技术领域
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[0001]本实用新型涉及一种地震勘探仪器中无线传输技术，尤其是适用于无缆地震仪野外远距离实时回收数据的数据传输装置。
【背景技术】
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[0002]地震勘探作为地球物理勘探的一种重要方法，广泛应用于油气、金属、煤等资源的寻找以及断裂、突水等地质灾害的超前预测等领域。自从地震勘探诞生以来，有缆采集技术在油气资源勘察中发挥了重要作用，但是随着探测难度的增加与新技术的应用，有缆地震勘探系统很难满足日益增长的高密度、大三维和深部探测的勘探需求。因此无缆存储式地震仪在一些复杂的地震勘探中的得到了一定的应用，因为无缆存储式地震仪在野外不需要大线，减轻了野外仪器布置的工作量，同时，减少了 HSE风险以及电缆维修和检修停工的风险，所以无缆存储式地震仪被预测为下一代地震勘探仪器的发展方向。
[0003]有缆地震仪的数据传输通过有线进行传输，能够对现场的数据进行实时的监视和记录，但是无缆地震仪由于没有实时监视记录和常用的现场质量监控手段，因此限制了其在地震勘探领域的进一步发展，所以解决无缆存储式地震仪的通信技术将在一定程度上推动无缆存储式地震仪在地震勘探领域的发展。
[0004]目前主流的无线通信技术有GPRS、Zigbee、蓝牙和WiFi等，综合考虑成本和实用性，WiFi都是目前比较成熟的且具有高性价比的无线通信技术。而且随着近几年WiFi通信技术的发展，其通信频段已从传统上的2.4GHz逐步向5GHz的通信发展，其通信协议也从802.1 la/b/g/n逐步发展为802.1lac,其通信距离和通信速度都有了较为明显的提高，其通信频段也在不断的扩展，所以基于WLAN的无线通信技术将成为解决无缆存储式地震仪的通信问题的重要技术。
【发明内容】
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[0005]本实用新型的目的就在于针对上述现有无缆存储式地震仪通信的不足，提出的一种能够远距离回收实时数据的基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置，是由AT91RM9200经物理层接口芯片1、无线网络处理单元2、无线收发器3分别连接功率放大器4和低噪声放大器5，功率放大器4和低噪声放大器5分别经收发切换器6与天线7连接，收发切换器6经无线收发器3与功率放大器4连接，无线收发器3与低噪声放大器5连接构成。
[0008]有益效果:
[0009]通信系统的通信频段采用的是5.8GHz(5.725?5.825GHz)，其最大等效辐射功率为33dBm，采用了多输入多输出的MMO技术，与无缆存储式地震仪的原有的2.4GHz通信模块相比，距离由原有的几十米到200多米提高至1000米左右，速度也有原来的300?400KBit/s提高至现在的2?2.5MBit/s，大幅度提高了无缆地震仪的无线通信的距离和速度。满足了野外无缆地震仪数据实时回收的需求。
【附图说明】
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[0010]图1基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置结构框图
[0011]图2LXT971ALE电路图
[0012]图3 AR9220的内部结构框图
[0013]图4 SST11LP12的功率放大电路
[0014]图5 SKY85601内部结构框图
【具体实施方式】
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[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明:
[0016]基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置，是由AT91RM9200经物理层接口芯片1、无线网络处理单元2、无线收发器3分别连接功率放大器4和低噪声放大器5，功率放大器4和低噪声放大器5分别经收发切换器6与天线7连接，收发切换器6经无线收发器3与功率放大器4连接，无线收发器3与低噪声放大器5连接构成。
[0017]在该装置包括有线传输单元和无线传输单元。有线传输包括两部分功能，一方面实现与无线通信模块的通信，数据通过有线传输至无线通信单元后进行数据无线传输;另一方面有线传输作为无缆地震仪回收数据的重要方式。基于WLAN的无线传输单元包括无线网络处理单元和无线模块射频电路设计。无线网络处理单元是无线传输模块的核心控制器，无线模块射频电路包括无线收发器，功率放大器低噪声放大器以及收发切换器及天线，无线模块射频电路决定数据传输的协议，距离和速度。该实用新型设计满足了无缆地震仪野外勘探的数据实时传输的需求。
[0018]通过以AT91RM9200为核心的有线以太网通信系统与以无线网络处理单元为核心的5.SGHz无线通信模块结合的方式共同组合为无缆存储式地震仪的无线传输系统。
[0019]有线通信系统单元，如图1所示，包括两部分，以ARM9为核心的AT91RM9200，该芯片内部集成以太网控制器，与物理层接口芯片I结合后组成有线以太网传输；
[0020]基于WLAN的5.SGHz无线通信模块，如图1所示，无线通信模块主要有无线网络处理单元2，无线收发器3，功率放大模块4，低噪声放大模块5，收发切换器6以及天线7。
[0021 ]以AT91RM9200为核心的无缆存储式地震仪将采集的数据通过ARM内部集成的以太网控制器和外部扩展的物理层接口芯片I组成的有线传输将数据发送给基于WLAN的5.SGHz无线通信模块，无线收发器3可以控制功率放大电路4的增益调节发射功率，达到通信距离和通信范围的调节，无线收发器3控制低噪声放大电路5的放大倍数对接收的信号进行放大，同时无线收发器3可以通过控制收发切换器6控制信号收发电路。
[0022]基于WLAN的无缆地震仪的无线传输装置结构框图如图1所示，是以AT91RM9200为核心的无缆地震仪，其主控芯片AT91RM9200自带有以太网控制器，但是没有提供以太网物理层接口，与物理层接口芯片LXT971ALE连接后组成了有线以太网传输，LXT971ALE电路图如图2所示。
[0023]5GHz是国家近几年开放的WiFi频段，与2.4GHz频段的WiFi相比，5GHz限制的发射功率更大，5.745?5.825GHz最大辐射功率为33dBm，即2W。信道宽度也从原来的2.4GHz的20MHz的信道上升为现在的40MHz，80MHz，其通信速度也从54Mbps/s到现在的1.3Gbps/s，所以5GHz频段更适合于远距离，大数据的传输，5GHz更适合于大规模复杂的地震勘探。
[0024]无线通信模块的设计要充分考虑频段，速度，距离，信道容量等因素。无线网络处理单元的选择要充分考虑这些因素，AR7130支持802.1ln,支持5G频段，支持M頂O技术等，所以选择AR7130作为无线网络处理单元。无线收发器与数据传输的协议，频率，通路和传输速率以及输出功率，灵敏度以及功耗等因素都有关系，因此在该方案中选择AR9220作为无线收发芯片，其内部结构框图如图4所示，AR9220支持802.1ln,兼容802.llb/g，支持5GHz频段，支持2*2ΜΠ?)技术，支持20MHz和40MHz带宽等，所以选择AR9220作为无线收发器。功率是影响数据传输距离的重要因素，所以功率放大器的选取对于无线通信模块至关重要，在该方案中选取SSTl ILPl 2，该芯片是5GHz通信模块设计专用芯片，其功率放大电路如图4所示。低噪声放大电路将无线模块接收到的信号进行放大，收发切换电路对无线模块的发射和接收进行切换，选择SKY85601芯片，其内部结构框图如图5所示，内部集成了低噪声放大电路和收发切换电路。该实用新型设计能够大幅度提高无缆存储式地震仪通信距离和通信速度，满足无缆地震仪野外实时传输的需求。
【主权项】
1.一种基于WLAN的无缆地震仪的数据传输装置，其特征在于，是由AT91RM9200经物理层接口芯片(I)、无线网络处理单元(2)、无线收发器(3)分别连接功率放大器(4)和低噪声放大器(5)，功率放大器(4)和低噪声放大器(5)分别经收发切换器(6)与天线(7)连接，收发切换器(6)经无线收发器(3)与功率放大器(4)连接，无线收发器(3)与低噪声放大器(5)连接构成。
【文档编号】H04B1/40GK205490534SQ201620216609
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】陈祖斌, 文晓哲, 朱倩钰, 李娜, 王鋆晟, 王洪超
【申请人】吉林大学