CN102176057A - 一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，包括：配置模块将配置信息发送到数据管理模块；操控模块将操控指令发送到数据管理模块，并获取数据管理模块发送来的测控数据；数据传输模块在数据管理模块与配置模块及操控模块之间进行数据交互传输；数据管理模块将水鸟通讯控制模块发送来的测控数据进行排序、整理后通过数据传输模块发送到配置模块与操控模块，将配置模块与操控模块通过数据传输模块发送来的配置信息与操控指令进行整理、对号后发送到水鸟通讯控制模块；水鸟通讯控制模块将水下设备状态信息发送到数据管理模块，将数据管理模块发送来的操控指令进行转换后发送到水下设备。本发明结构简单、集成化高、稳定性与同步性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统。
背景技术
随着勘探开发朝精细方向发展，地球物理勘探领域对三维高精度勘探的需求越来越大，推动着高精度三维地震勘探技术的不断发展。海上高精度地震勘探要求对水下拖缆拖曳的姿态控制与定位越来越高。目前使用的拖缆控制装置通常包括深度、横向及声学定位等几种水鸟，而拖曳控制系统对这些水下水鸟阵列的控制通常都是独立控制，这样势必使控制系统结构复杂，通讯抗干扰能力差，数据传输及指令下达同步性差，且系统庞大，成本高，稳定性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、集成性高、同步性好且信号传输稳定的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统。
为了解决上述问题，本发明提供了一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，包括：
配置模块，所述配置模块通讯连接数据传输模块，所述配置模块通过所述数据传输模块将配置信息发送到数据管理模块；
操控模块，所述操控模块通讯连接所述数据传输模块，所述操控模块通过所述数据传输模块将操控指令发送到所述数据管理模块，并通过所述数据传输模块获取所述数据管理模块发送来的测控数据；
数据传输模块，所述数据传输模块在所述数据管理模块与所述配置模块及操控模块之间进行数据交互传输；
数据管理模块，所述数据管理模块通讯连接所述数据传输模块与水鸟通讯控制模块，所述数据管理模块将所述水鸟通讯控制模块发送来的测控数据进行排序、整理后通过所述数据传输模块发送到所述配置模块与操控模块，所述数据管理模块将所述配置模块与操控模块通过所述数据传输模块发送来的配置信息与操控指令进行整理、对号后发送到所述水鸟通讯控制模块；
水鸟通讯控制模块，所述水鸟通讯控制模块连接水下设备，测试解析水下设备状态信息，并将该信息发送到所述数据管理模块，所述水鸟通讯控制模块将所述数据管理模块发送来的操控指令进行转换后发送到所述水下设备，控制所述水下设备动作。
进一步，所述数据管理模块还与船舶自身导航系统进行数据交互，并利用所述导航系统配置信息。
进一步，所述配置模块包括：
输入单元，所述输入单元通讯连接文件生成单元，所述输入单元输入作业参数及水鸟参数并发送到所述文件生成单元；
文件生成单元，所述文件生成单元分别通讯连接存储单元、显示单元与所述数据传输模块，所述文件生成单元将所述输入单元发送来的作业参数及水鸟参数通过逻辑关系生成配置文件，并将该配置文件分别发送到所述存储单元、显示单元与数据传输模块，所述文件生成单元接收所述数据传输模块发送来的经由所述导航系统生成的配置文件，并将该配置文件发送到所述存储单元与显示单元；
存储单元，所述存储单元通讯连接所述文件生成单元，所述存储单元接收到所述文件生成单元发送来的配置文件进行存储；
显示单元，所述显示单元通讯连接所述文件生成单元，所述显示单元接收到所述文件生成单元发送来的配置文件进行显示。
进一步，所述操控模块包括：
数据接口，所述数据接口接收所述数据传输模块发送来的测控数据并分别发送到保存回放单元与分析单元，所述数据接口还接收所述保存回放单元发送来的存储数据并发送到所述分析单元；
保存回放单元，所述保存回放单元接收所述数据接口发送来的测控数据进行存储，并向所述数据接口发送存储数据；
分析单元，所述分析单元接收到所述数据接口发送来的数据进行分析处理后分别发送到图形显示单元与控制单元；
图形显示单元，所述图形显示单元将所述分析单元发送来的分析处理后的数据进行图形显示；
控制单元，所述控制单元接收所述分析单元发送来的分析处理后的数据，并根据该数据生成控制指令，所述控制单元将该控制指令发送到指令接口；
指令接口，所述指令接口将所述控制单元发送来的控制指令发送到所述数据传输模块。
进一步，所述数据传输模块包括以太网。
进一步，所述水鸟通讯控制模块包括：
调制单元，所述调制单元接收所述数据管理模块发送来的整理后的配置信息与控制指令，进行调制后发送到所述水下设备的控制器；
解调单元，所述解调单元将所述水下设备发送来的工况数据与测量数据进行解调后发送到所述数据管理模块。
本发明具有如下优点：
1、本发明同时采用模块化设计，配置模块、操控模块、数据传输模块由由软件实现，功能明确，结构简单。而数据管理模块与水鸟通讯控制模块是基于紧凑型外部互联总线标准(Compact Peripheral Component Interconnect，简称：Compact PCI或CPCI)高速背板机箱设计，采用软硬件结合，使整个系统具有数据传输、处理速度快，集成化高，且结构简单，信号传输稳定、同步性高等特点。
2、本发明采用服务/客户模式设计，数据管理模块是作为服务器端，配置模块、操控模块、数据传输模块三者为客户端，之间采用以太网通讯，这使系统具备多客户端操作功能，方便远程控制、管理与使用。
3、本发明结合了导航系统，可以实现与导航系统之间的以太网通讯，接受导航系统的配置信念，提高了系统的灵活性。另外可以接受导航系统的触发信号，进一步提高本发明水鸟采集信号和测量信号的同步性。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1示出了本发明一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括配置模块1、操控模块2、数据传输模块3、数据管理模块4与水鸟通讯控制模块5。其中，配置模块1用于配置各种参数信息，操控模块2用于根据测控数据生成控制指令，数据传输模块3用于稳定可靠地传输数据，数据管理模块4用于排序、整理各种数据、指令，水鸟通讯控制模块5用于控制水下设备动作与解析水下设备状态。
配置模块1通讯连接数据传输模块3，配置模块1通过数据传输模块3将配置信息发送到数据管理模块4。
操控模块2通讯连接数据传输模块3，操控模块2通过数据传输模块3将操控指令发送到数据管理模块4，并通过数据传输模块3获取数据管理模块4发送来的测控数据。
数据传输模块3在数据管理模块4与配置模块1及操控模块2之间进行数据交互传输。
数据管理模块4通讯连接数据传输模块3与水鸟通讯控制模块5，数据管理模块4将水鸟通讯控制模块5发送来的测控数据进行排序、整理后通过数据传输模块3发送到配置模块1与操控模块2。数据管理模块4将配置模块1与操控模块2通过数据传输模块3发送来的配置信息与操控指令进行整理、对号后发送到水鸟通讯控制模块5。
水鸟通讯控制模块5连接水下设备7，测试解析水下设备7状态信息，并将该信息发送到数据管理模块4，水鸟通讯控制模块5将数据管理模块4发送来的操控指令进行转换后发送到水下设备7，控制水下设备动作7。
本发明同时采用模块化设计，配置模块1、操控模块2、数据传输模块3由由软件实现，功能明确，结构简单。而数据管理模块4与水鸟通讯控制模块5是基于紧凑型外部互联总线标准(Compact Peripheral Component Interconnect，简称：Compact PCI或CPCI)高速背板机箱设计，采用软硬件结合，使整个系统具有数据传输、处理速度快，集成化高，且结构简单，信号传输稳定、同步性高等特点。
本发明采用服务/客户模式设计，数据管理模块4是作为服务器端，配置模块1、操控模块2、数据传输模块3三者为客户端，之间采用以太网通讯，这使系统具备多客户端操作功能，方便远程控制、管理与使用。
本发明中，数据管理模块4还可与船舶自身的导航系统6进行数据交互，并利用导航系统6配置信息。此时该导航系统6所起的作用与配置模块1相同。
本发明结合了导航系统6，可以实现与导航系统6之间的以太网通讯，接受导航系统6的配置信念，提高了系统的灵活性。另外可以接受导航系统6的触发信号，进一步提高本发明水鸟采集信号和测量信号的同步性。
本发明中，配置模块1包括输入单元11、文件生成单元12、存储单元13与显示单元14。其中，输入单元11用于输入参数，文件生成单元12用于生成配置文件，存储单元13用于存储配置文件，显示单元14用于显示参数设置情况。
输入单元11通讯连接文件生成单元12，输入单元11输入作业参数及水鸟参数并发送到文件生成单元12。
文件生成单元12分别通讯连接存储单元13、显示单元11与数据传输模块3，文件生成单元12将输入单元11发送来的作业参数及水鸟参数通过逻辑关系生成配置文件，并将该配置文件分别发送到存储单元13、显示单元14与数据传输模块3。文件生成单元12接收数据传输模块3发送来的经由导航系统6生成的配置文件，并将该配置文件发送到存储单元13与显示单元14。
存储单元13通讯连接文件生成单元12，存储单元13接收到文件生成单元12发送来的配置文件进行存储。
显示单元14通讯连接文件生成单元12，显示单元14接收到文件生成单元12发送来的配置文件进行显示。
本发明中，操控模块2包括数据接口21、保存回放单元22、分析单元23、图形显示单元24、控制单元25与指令接口26。其中，数据接口21用于接收数据，保存回放单元22用于保存数据，分析单元23用于分析数据，图形显示单元24用于显示数据分析结果，控制单元25用于生成控制指令，指令接口26用于发送指令。
数据接口21接收数据传输模块3发送来的测控数据并分别发送到保存回放单元22与分析单元23，数据接口21还接收保存回放单元22发送来的存储数据并发送到分析单元23。
保存回放单元22接收数据接口21发送来的测控数据进行存储，并向数据接口21发送存储数据。
分析单元23接收到数据接口21发送来的数据进行分析处理后分别发送到图形显示单元24与控制单元25。
图形显示单元24将分析单元23发送来的分析处理后的数据进行图形显示。
控制单元25接收分析单元23发送来的分析处理后的数据，并根据该数据生成控制指令，控制单元将该控制指令发送到指令接口26。
指令接口26将控制单元25发送来的控制指令发送到数据传输模块3。
本发明中，数据传输模块3包括以太网。使用以太网及网联接口进行数据传输，简单可靠。
本发明中，水鸟通讯控制模块5包括调制单元51与解调单元52，调制单元51与解调单元52是互逆过程，方便实现上位机与水下设备7之间通讯。
调制单元51接收数据管理模块4发送来的整理后的配置信息与控制指令，进行调制后发送到水下设备7的控制器。
解调单元52将水下设备7发送来的工况数据与测量数据进行解调后发送到数据管理模块4。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于，包括：
配置模块(1)，所述配置模块(1)通讯连接数据传输模块(3)，所述配置模块(1)通过所述数据传输模块(3)将配置信息发送到数据管理模块(4)；
操控模块(2)，所述操控模块(2)通讯连接所述数据传输模块(3)，所述操控模块(2)通过所述数据传输模块(3)将操控指令发送到所述数据管理模块(4)，并通过所述数据传输模块(3)获取所述数据管理模块(4)发送来的测控数据；
数据传输模块(3)，所述数据传输模块(3)在所述数据管理模块(4)与所述配置模块(1)及操控模块(2)之间进行数据交互传输；
数据管理模块(4)，所述数据管理模块(4)通讯连接所述数据传输模块(3)与水鸟通讯控制模块(5)，所述数据管理模块(4)将所述水鸟通讯控制模块(5)发送来的测控数据进行排序、整理后通过所述数据传输模块(3)发送到所述配置模块(1)与操控模块(2)，所述数据管理模块(4)将所述配置模块(1)与操控模块(2)通过所述数据传输模块(3)发送来的配置信息与操控指令进行整理、对号后发送到所述水鸟通讯控制模块(5)；
水鸟通讯控制模块(5)，所述水鸟通讯控制模块(5)连接水下设备(7)，测试解析水下设备(7)状态信息，并将该信息发送到所述数据管理模块(4)，所述水鸟通讯控制模块(5)将所述数据管理模块(4)发送来的操控指令进行转换后发送到所述水下设备(7)，控制所述水下设备(7)动作。
2.如权利要求1所述的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于：所述数据管理模块(4)还与船舶自身导航系统(6)进行数据交互，并利用所述导航系统(6)配置信息。
3.如权利要求2所述的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于：所述配置模块(1)包括：
输入单元(11)，所述输入单元(11)通讯连接文件生成单元(12)，所述输入单元(11)输入作业参数及水鸟参数并发送到所述文件生成单元(12)；
文件生成单元(12)，所述文件生成单元(12)分别通讯连接存储单元(13)、显示单元(14)与所述数据传输模块(3)，所述文件生成单元(12)将所述输入单元(11)发送来的作业参数及水鸟参数通过逻辑关系生成配置文件，并将该配置文件分别发送到所述存储单元(13)、显示单元(14)与数据传输模块(3)，所述文件生成单元(12)接收所述数据传输模块(3)发送来的经由所述导航系统(6)生成的配置文件，并将该配置文件发送到所述存储单元(13)与显示单元(14)；
存储单元(13)，所述存储单元(13)通讯连接所述文件生成单元(12)，所述存储单元(13)接收到所述文件生成单元(12)发送来的配置文件进行存储；
显示单元(14)，所述显示单元(14)通讯连接所述文件生成单元(12)，所述显示单元(14)接收到所述文件生成单元(12)发送来的配置文件进行显示。
4.如权利要求2所述的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于：所述操控模块(2)包括：
数据接口(21)，所述数据接口(21)接收所述数据传输模块(3)发送来的测控数据并分别发送到保存回放单元(22)与分析单元(23)，所述数据接口(21)还接收所述保存回放单元(22)发送来的存储数据并发送到所述分析单元(23)；
保存回放单元(22)，所述保存回放单元(22)接收所述数据接口(21)发送来的测控数据进行存储，并向所述数据接口(21)发送存储数据；
分析单元(23)，所述分析单元(23)接收到所述数据接口(21)发送来的数据进行分析处理后分别发送到图形显示单元(24)与控制单元(25)；
图形显示单元(24)，所述图形显示单元(24)将所述分析单元(23)发送来的分析处理后的数据进行图形显示；
控制单元(25)，所述控制单元(25)接收所述分析单元(23)发送来的分析处理后的数据，并根据该数据生成控制指令，所述控制单元(25)将该控制指令发送到指令接口(26)；
指令接口(26)，所述指令接口(26)将所述控制单元(25)发送来的控制指令发送到所述数据传输模块(3)。
5.如权利要求2所述的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于：所述数据传输模块(3)包括以太网。
6.如权利要求2所述的海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统，其特征在于：所述水鸟通讯控制模块(5)包括：
调制单元(51)，所述调制单元(51)接收所述数据管理模块(3)发送来的整理后的配置信息与控制指令，进行调制后发送到所述水下设备(7)的控制器；
解调单元(52)，所述解调单元(52)将所述水下设备(7)发送来的工况数据与测量数据进行解调后发送到所述数据管理模块(3)。
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| CN 201110033637 CN102176057B (zh) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 一种海洋地震勘探拖缆拖曳控制系统 |
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| CN103607397A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-26 | 中国海洋石油总公司 | 水下生产设施的浅水测试装置 |
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| CN101561511A (zh) * | 2009-05-19 | 2009-10-21 | 中国海洋石油总公司 | 用于地球物理勘探的拖缆数据接口板 |
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2011
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