CN102866419A - 利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，为解决现有技术复杂地形适应性差问题，其由三大单元组成：中心站CS、无线路由节点WR和无线采集站AN；所述中心站CS是整个地震仪器的心脏，负责控制整个数字地震仪的工作状态；所述无线路由节点WR具有路由器和交换机功能，自动转发中心站CS的指令和无线采集站AN的数据；所述采集站AN既可以与中心站CS之间以无线方式相连接，也可以通过无线路由节点WR以无线多跳方式进行连接。其利用无线中继方式提高了数据通讯能力，提升了无线遥测仪器的复杂地形适应性。具有地震仪中心站与采集站之间有阻碍无线信号传播的障碍物时，仍能正常使用，复杂地形适应性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种地震仪，特别是涉及一种利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪。
技术背景
高精度数字地震仪是用来记录人工或天然地震信号，然后根据这些地震信号的记录来寻找油、气、煤和其他矿产资源的地质勘探仪器，并可用于探测地球内部结构、进行工程及地质灾害预测等。
地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。
用于产资源地球物理勘探的数字地震仪按照数据传输方式可以分为三类：有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、无缆存储式地震仪。
有线遥测地震仪的特征是完全由有线系统发送指令和传送采集数据。在目前的野外实际应用中占有主导地位，占据世界地震仪市场的绝大部分份额，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的System IV、Scorpion和Aries II系统、德国DMT公司的Summit系统、美国WesternGeco公司的Uni Q系统等。
利用无线系统发送指令和传送采集数据的仪器称为无线遥测地震仪，一般用于特殊地表条件下施工，也占有一定市场。Fairfield公司的BOX系统和Wireless Seismic公司的Wireless Seismic系统均为无线遥测数字地震仪。但这些仪器均存在由于无线数据传输带宽不足而限制了仪器道数等问题，所以较少投入实际使用。
无缆存储式地震仪是一种特殊类型的地震仪，其特征是：没有大线，没有地震数据传输；每个采集站接收放炮数据后自动存储，再用专门的数据回收系统把所有放炮数据从采集站中取出来；有部分仪器利用无线系统对所用的采集站发送同步放炮等命令，但不接收数据，不监视采集站的工作状态。
无线遥测地震仪要求地震仪中心站与采集站之间要求没有阻碍无线信号传播的障碍物，这在野外很难做到。即，无线遥测仪器广泛用于地球物理勘探及其他领域，在平坦广阔的地表条件下，无线遥测仪器可以很好地工作，但有山川、树林及高大建筑物阻挡情况下，无线遥测仪器的发射机和接收机成为“不可见”，无线信号将无法穿越这些障碍物。这时，无线遥测仪器就无法开展正常工作，而开展地球物理工作往往需在地表起伏较大地区，这是无线遥测仪器发展中的最大难题。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种地震仪中心站与采集站之间有阻碍无线信号传播的障碍物时，仍能正常使用，复杂地形适应性强的利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪。其可应用于石油、天然气和煤田等能源勘探和资源矿产勘探、地质工程勘察、地质灾害监测等方面，是一种检测人工或天然地震信号并将其转换成数字信号并记录的仪器装置，属于地震勘探与地震检测领域。
为实现上述目的，本发明利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪由三大单元组成：中心站CS(Central System)、无线路由节点WR(Wireless Router)和无线采集站AN(Acquisition Node)；所述中心站CS是整个地震仪器的心脏，负责控制整个数字地震仪的工作状态；所述无线路由节点WR具有路由器和交换机功能，自动转发中心站CS的指令和无线采集站AN的数据；所述采集站AN既可以与中心站CS之间以无线方式相连接，也可以通过无线路由节点WR以无线多跳方式进行连接。本发明装置的特征是在无线遥测地震仪基础上增加了一种具有可以发送和接收信号功能的路由节点，每个节点都可以与多个采集站进行直接通信，以无线中继方式提高数据通讯能力。
本发明地震仪的特点是利用无线中继方式提高了数据通讯能力，提升了无线遥测仪器的复杂地形适应性。具有地震仪中心站与采集站之间有阻碍无线信号传播的障碍物时，仍能正常使用，复杂地形适应性强的优点。
作为优化，在地势较高地区架设无线路由中继站WR，并且这种无线路由中继站可以有若干个。即，本发明根据勘探区的地形起伏特点，在地势较高地区架设无线路由中继站WR，并且这种无线路由中继站可以有若干个，确保无线信号覆盖所有无线采集站，解决了起伏地表的无线信号传送问题。
作为优化，在无线遥测地震仪基础上增加了一种具有可以发送和接收信号功能的无线路由节点WR，每个无线路由节点WR与中心站CS之间通过无线方式连接，并可以与多个采集站AN进行直接通信，利用无线中继方式提高数据通讯能力。
作为优化，无线采集站AN与中心站CS之间采用如下流程建立通讯联系：①采集站AN寻找中心站CS，若找到，则与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第②步；②采集站AN寻找无线路由节点WR，若找到，并与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第①步。
作为优化，所述无线路由节点WR由控制模块CM、电源模块PM、多通道无线发射机T和多通道无线接收机R和GPS模块等组成；控制模块CM根据中心站CS的指令实现对多通道无线发射机T和多通道无线接收机R的控制，多通道无线接收机R接收来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据，多通道无线发射机T发射来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据。
作为优化，所述采集站AN由控制器CM、地震传感器Sensor、无线通信部件WU和GPS模块等组成；其中的无线通信部件WU提供单信道的数据接收和发送；GPS模块提供位置信息，有时也支持时间同步。控制器CM对其它部件地震传感器Sensor、无线通信部件WU和GPS模块等。电源模块PM提供电源支持(如图2所示)。
采用上述技术方案后，本发明利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪利用无线中继方式提高了数据通讯能力，提升了无线遥测仪器的复杂地形适应性。具有地震仪中心站与采集站之间有阻碍无线信号传播的障碍物时，仍能正常使用，复杂地形适应性强的优点。
附图说明
图1是利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪原理框图；
图2是利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪中无线路由节点WR原理框图；
图3是利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪中采集站AN原理框图。
具体实施方式
本发明根据勘探区的地形起伏特点，在地势较高地区架设无线路由中继站，解决了起伏地表的无线信号传送问题。
本发明装置为利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，由三大单元组成(见图1)：中心站CS(Central System)、无线路由节点WR(Wireless Router)和无线采集站AN(Acquisition Node)。
本发明装置利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，在无线遥测地震仪基础上增加了一种具有可以发送和接收信号功能的无线路由节点WR，每个无线路由节点WR与中心站CS之间通过无线方式连接，并可以与多个采集站AN进行直接通信，利用无线中继方式提高数据通讯能力。
本发明装置利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，采集站AN既可以与中心站CS之间以无线方式相连接，也可以通过无线路由节点WR以无线多跳方式进行连接。
本发明装置无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，无线采集站AN与中心站CS之间采用如下流程建立通讯联系：①采集站AN寻找中心站CS，若找到，则与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第②步；②采集站AN寻找无线路由节点WR，若找到，并与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第①步。
本发明装置中的无线路由节点WR(见图2)，由控制模块CM、电源模块PM、多通道无线发射机T和多通道无线接收机R和GPS模块等组成。控制模块CM根据中心站CS的指令实现对多通道无线发射机T和多通道无线接收机R的控制，多通道无线接收机R接收来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据，多通道无线发射机T发射来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据。
本发明装置中的无线路由节点WR，具有路由器和交换机功能，自动转发中心站CS的指令和无线采集站AN的数据。
本发明装置中的中心站CS是整个地震仪器的心脏，负责控制整个数字地震仪的工作状态。
本发明装置采集站AN(见图3)由控制器CM、地震传感器Sensor、无线通信部件WU和GPS模块等组成。其中的无线通信部件WU提供单信道的数据接收和发送；GPS模块提供位置信息，有时也支持时间同步。
Claims (6)
1.一种利用无线中继方式提高数据通讯能力的无线遥测地震仪，其特征在于由三大单元组成：中心站CS、无线路由节点WR和无线采集站AN；所述中心站CS是整个地震仪器的心脏，负责控制整个数字地震仪的工作状态；所述无线路由节点WR具有路由器和交换机功能，自动转发中心站CS的指令和无线采集站AN的数据；所述采集站AN既可以与中心站CS之间以无线方式相连接，也可以通过无线路由节点WR以无线多跳方式进行连接。
2.根据权利要求1所述地震仪，其特征是在地势较高地区架设无线路由中继站WR，并且这种无线路由中继站可以有若干个。
3.根据权利要求1所述地震仪，其特征是在无线遥测地震仪基础上增加了一种具有可以发送和接收信号功能的无线路由节点WR，每个无线路由节点WR与中心站CS之间通过无线方式连接，并可以与多个采集站AN进行直接通信，利用无线中继方式提高数据通讯能力。
4.根据权利要求1所述地震仪，其特征是无线采集站AN与中心站CS之间采用如下流程建立通讯联系：①采集站AN寻找中心站CS，若找到，则与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第②步；②采集站AN寻找无线路由节点WR，若找到，并与之建立通讯联系，若没有找到，则进入第①步。
5.根据权利要求1所述地震仪，其特征是所述无线路由节点WR由控制模块CM、电源模块PM、多通道无线发射机T和多通道无线接收机R和GPS模块等组成；控制模块CM根据中心站CS的指令实现对多通道无线发射机T和多通道无线接收机R的控制，多通道无线接收机R接收来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据，多通道无线发射机T发射来自中心站CS的指令和无线采集站AN的数据。
6.根据权利要求1所述地震仪，其特征是所述采集站AN由控制器CM、地震传感器Sensor、无线通信部件WU和GPS模块等组成；其中的无线通信部件WU提供单信道的数据接收和发送；GPS模块提供位置信息，有时也支持时间同步。
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