CN105429970A - 用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置。所述方法包括：接收数据采集端的请求消息，根据存储的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；发送所述控制消息；数字检波器接收所述控制消息，在判断需要响应所述控制消息时基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息；接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成采集端格式数据，发送所述采集端格式数据发送至数据采集端。利用本发明中各个实施例，可以在提高不同厂商的数据采集端与数字检波器之间的兼容性，降低地震数据采集设备的应用和采购成本。

Description

用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置

技术领域

本发明属于地震勘探中的设备数据通信领域，尤其涉及一种用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置。

背景技术

地震勘探的主要方式包括分布在各个检波点的检波器接收人工激发源产生的地震波信号，然后将地震波信号通过采集站打包后传输至地震仪器的主机进行数据记录，由作业人员再对地震数据进行处理、解释。

目前在地震勘探中使用的检波器依据其输出信号类型可以分为模拟检波器和数字检波器。模拟检波器拾取振动信号的原理主要是通过线圈和磁芯的相对运动输出电信号，由电信号的强弱反应振动信号(动圈式)。其它还包括主要应用于水域数据采集的压敏器件的压电式模拟检波器。随着地球物理勘探技术和物探装备技术的发展，宽频高密度采集已经成为地球物理勘探开发的发展趋势。而数字地震检波器由于其宽频、抗感应、高保真等一系列数据采集的优势也在全球范围内被越来越广泛使用，兼容数字检波器的地震仪器也已经成为下一代仪器发展的一种趋势。

与模拟检波器不同，数字检波器可以直接将振动信号拾取为数字的加速度信号输出。目前主要有MEMS式、光纤式、光栅式等类型，依照采集分量还可分为单份量数字检波器、三分量数字检波器等。但目前由于不同厂商各种地震仪器、地震检波器自成体系，各产品的设计特点、技术特点、应用特点不尽相同，物理接口、传输线缆、命令控制和数据传输通常互不兼容。这样往往会导致一种数字检波器只能连接其厂商自己开发的地震仪器，而不能和其它的地震仪器或通用设备通用，也不能用其它仪器和其它通用测试设备对其质量进行测试与评估。如此造成：一方面既不能对各个厂商的数字检波器进行有效的对比、测试和评价，又不能有效地提高数字检波器的利用率。另一方面，社会各科研单位和设备制造商由于没有仪器与之配套使用而不能单独开发数字地震检波器，造成有效的技术资源得不到高效利用，阻碍了数字检波器的发展和设备使用率，影响地震勘探技术的发展。

目前，现有技术中地震勘探使用的数字检波器还不能适配不同厂商的地震仪器，往往只能连接自己厂商开发的地震仪器，极大的影响着设备的使用率，提高了地震检波器的应用和采购成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置，可以在提高不同厂商的数据采集端与数字检波器之间的兼容性，提高地震数据采集设备的使用率，降低地震数据采集设备的应用和采购成本。

本发明提供的用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置是这样实现的：

一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，所述方法包括：

接收数据采集端的请求消息，根据存储的与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；发送所述控制消息至数字检波器；

所述数字检波器接收所述控制消息，在根据所述控制消息中的目标地址判断需要响应所述控制消息时，基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息；

接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，以及根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据，并将所述采集端格式数据发送至所述数据采集端。

一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，所述方法包括：

接收数据采集端的请求消息，根据存储的与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；发送所述控制消息至数字检波器；

接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，以及根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据，并将所述采集端格式数据发送至所述数据采集端。

优选的实施例中，所述控制消息包括：

头字段，用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波器的地址的值；

控制命令段，用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

优选的实施例中，所述头字段被设置成，包括：指示控制消息总长度的字段、指示控制消息类型的字段、指示地址段数的字段、指示控制命令数的字段、指示数字检波器类型的字段、指示是否压缩的字段；

所述目标地址段被设置成，包括：长度为N*(8+8)Bits的用于存储目标地址的字段，N为设置在目标地址段中的地址段数；

所述控制命令段被设置成，包括：长度为(16*M)Bits的控制代码字段、长度为(128*M)Bits的控制参数字段，M为控制命令条数。

优选的实施例中，所述的目标地址段设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

优选的实施例中，所述的控制命令包括下述中的至少一种：

电源管理指令，用于指示对数字检波器的电源状态进行控制；

地址管理与分配指令，用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理；

采集参数指令，用于指示设置数字检波器采集数据的参数；

传输参数指令，用于指示设置数字检波器数据传输的参数；

采集控制指令，用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数。

优选的实施例中，所述控制消息被设置成，包括：

48Bits的头字段、48Bits的时间戳字段、N*(8+8)Bits的目标地址段、M(16+128)Bits的控制命令段、32Bist的校验码字段，N为设置在目标地址段中的地址段数，M为控制命令条数。

优选的实施例中，当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息被配置成包括：

数据体字段，可以用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，可以用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值。

优选的实施例中，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的应答消息，所述预定格式的应答消息被配置成，包括：

48Bits的包头段、N*(16+1)Bits的应答内容字段、32Bits的校验码字段；

所述应答内容字段，用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。

所述数据包消息被设置成长度为48Bits的数据头字段、8Bits的传输头字段、16Bits的测试数据字段、8Bits的采集参数字段、48Bits的时间戳字段、(n*Ts)Bits的数据体字段、3Bit的校验码字段，n为采样点数，Ts为采用间隔。

一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，所述装置包括：

第一接口模块，用于接收数据采集端的请求消息；

接口及协议转换模块，用于存储与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系，以及用于基于所述数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；还用于根据所述数据格式映射关系将接收到反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据；

第二接口模块，用于将所述预定格式的控制消息发送至数字检波器，以及用于接收所述数字检波器发送的预定格式的反馈消息。

优选的实施例中，所述控制消息包括：

头字段，用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波器的地址的值；

控制命令段，用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

优选的实施例中，所述的目标地址段设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

优选的实施例中，所述头字段包括下述中的至少一种字段信息：

指示控制消息总长度的字段信息；

指示目标地址段中目标地址段数的字段信息；

指示控制命令段中控制命令数的字段信息；

指示响应所述控制消息的检波器的类型的字段信息。

优选的实施例中，所述的控制命令包括下述中的至少一种：

电源管理指令，用于指示对数字检波器的电源状态进行控制；

地址管理与分配指令，用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理；

采集参数指令，用于指示设置数字检波器采集数据的参数；

传输参数指令，用于指示设置数字检波器数据传输的参数；

采集控制指令，用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数。

优选的实施例中，当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息被配置成包括：

数据体字段，用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值。

优选的实施例中，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的应答消息，所述预定格式的应答消息被配置成，包括：

应答内容字段，用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。

本发明提供的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置，可以规范数字检波器的检验和质量监控，提高地震数据采集质量的控制水平。而且还可以大大提高数字检波器对地震仪器获取其它地震勘探中同样测试设备的兼容性，降低数字检波器对专用设备的依赖程度，从而降低数字检波器的测试与应用成本，扩展数字检波器的应用范围，提高经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一种用于数字检波器的数据传输及控制方法一种实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的所述控制消息的一种实施例的数据结构示意图；

图3是本发明提供的一种数据包消息的数据结构示意图；

图4是本发明提供的一种应答消息的数据结构示意图；

图5是本发明提供的用于数字检波器的数据传输及控制装置一种应用场景的示意图；

图6是本发明提供的用于数字检波器的数据传输及控制装置的一种实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法进行详细的说明。图1是本发明所述一种用于数字检波器的数据传输及控制方法一种实施例的方法流程图。虽然本发明提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本发明实施例提供的执行顺序。所述的方法的在实际中的数据迁移过程中或者装置执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

具体的本发明提供的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法的一种实施例如图1所示，所述方法可以包括：

S1：可以接收数据采集端的请求消息，根据存储的与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；可以发送所述控制消息至检波器。

本实施例中所述的数据采集端可以包括地震数据采集时使用的采集设备，例如地震仪器中的数字采集站。本发明中可以设置有接口及协议转换模块，所述接口及协议转换模块可以设置在所述数字采集站与数字检波器之间，所述数字采集站将接收到的数据信息发送到服务主机。其它的实施例中，所述数据采集端也可以是其它的数据采集设备或测试设备，甚至可以为地震数据处理的服务主机。本发明中，所述的数字检波器、接口及协议转换模块、数字采集站之间通信的物理层可以采用符合IEEE标准的通信结构，包括物理层及相关协议，例如采用符合RS232、RS485、USB、I2C、UART、以太网以及微控制处理器串行接口(SPI)等要求的物理层。

一般的，不同厂商的数据采集端可以对应着不同的数据传输的自主协议，因此，所述数据采集端向数字检波器发送的请求消息可以为采用了不同协议的消息信息。本实施例中可以预先获取一家或者多家厂商的自主协议，对所述自主协议进行分析处理后生成与数据采集端相应厂商的数据格式映射关系。然后，可以基于所述映射关系将数据采集端发送的请求消息转换成指定的数据格式，本实施例中具体的可以将所述请求消息转换成包括预先设置的所述请求消息要到达的数字检波器的目标地址和对所述数字检波器进行操作的控制命令的控制消息。本发明中所述的请求消息可以包括对指定的数字检波器进行操作的消息内容，具体的例如可以包括信息查询指令、对所述数字检波器工作状态进行指示的命令(例如开始采集数据、停止采集数据、开始传输数据、停止传输数据等)等。

当然，本发明的其它实施例中，所述接口及协议转换模块也可以不需要预先存储所述不同厂商的自主协议。可以按照一定的数据传输协议、规则或者特定的检测、提取方式设置所数据格式映射关系，使其可以从接收到的所述数据采集端的请求消息中提取出指定的数据内容，然后所述接口及协议转换模块可以将提取出的所述指定的数据内容设置到预定格式的消息的指定字段中。

所述接口及协议转换模块将所述请求消息转换成预定格式的控制消息后，可以将所述控制消息发送至数字检波器。具体的发送方式上，可以根据所述控制消息中的目标地址将所述控制消息直接发送至所述目标地址所指示的数字检波器，也可以采用总线广播的方式对数字检波器发送所述控制消息。具体实施可以根据数据处理设计要求或现场作业需求进行设置。

图2是本发明提供的所述控制消息的一种实施例的数据结构示意图，所述的数据结构可以以数据包的形式存在。如图2所示，所述控制消息的头字段可以采用固定长度，用于存储关于所述控制消息的相关属性信息，由于目标地址数目和控制命令信息长度的可变性，所述控制消息的内容段可以采用长度不固定的方式。所述目标地址可以表示需要响应控制命令的数字检波器的地址。本发明的一种实施例中可以支持对单个或多个数字检波器，甚至是不同类型的检波器同时进行控制，具体的可以由控制消息中的相关参数进行控制。具体的，本发明的一种实施例中，所述控制消息可以包括：

头字段，可以用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，可以用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波器的地址的值；

控制命令段，可以用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

一种实施方式中，所述头字段可以被设置成，包括：指示控制消息总长度的字段、指示控制消息类型的字段、指示地址段数的字段、指示控制命令数的字段、指示数字检波器类型的字段、指示是否压缩的字段；

所述目标地址段被设置成，包括：长度为N*(8+8)Bits的用于存储目标地址的字段，N为设置在目标地址段中的地址段数；

所述控制命令段被设置成，包括：长度为(16*M)Bits的控制代码字段、长度为(128*M)Bits的控制参数字段，M为控制命令条数。

上述控制消息的数据格式具体的可以参照表和图2所示。表1是本实施例提供的所述控制消息的一种数据格式信息的列表。如图2和/或表1所示，在本实施例的控制消息中，所述控制消息可以被设置成包括48Bits的头字段、48Bits的时间戳字段、N*(8+8)Bits的目标地址段(N代表地址段数)、M(16+128)Bits的控制命令段(M代表控制命令条数)、32Bist的校验码字段。

表1：控制消息的数据格式信息列表

本实施例中所述控制消息中的目标地址段的地址可以根据需要响应控制参数的数字检波器进行设置。本发明的一种实施例中：

所述的目标地址段可以设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

这样，将所述目标地址段设置成允许包括多个目标地址，可以实现对多个数字检波器进行控制，提高数据传输和控制效率。具体的例如，当所述目标地址的数目设置为100，可以表示该条控制消息可以同时要求制定的100个数字检波器来响应该控制消息。本实施例中所述的多个数字检波器的目标地址可以为不同的数字检波器的地址，也可以为同一个数字检波器的地址，例如当只需要控制一个数字检波器时，可以将目标地址段中的100个目标地址设置为同一个检波器的地址，即目标地址段中的目标地址首尾相同。当面对连续的数字检波器时可以设置成连续的目标地址，此时所述目标地址段中的目标地址首尾不相同。当然，也可以设置地址为间断的所述数字检波器的多个地址，此时所述目标地址段中的目标地址首尾不相同。

本实施例中所述的头字段中可以设置与所述控制消息有关的例如长度、类型、是否重传、地址段数N、控制命令数M等属性信息。具体的，本发明的一种实施例中，所述头字段可以包括下述中的至少一种字段信息：

指示控制消息总长度的字段信息；

指示目标地址段中目标地址段数的字段信息；

指示控制命令段中控制命令数的字段信息；

指示响应所述目标消息的检波器的类型的字段信息。

当然，如图2或表1所示，本发明所述的控制消息还可以包括时间戳和校验码的字段，甚至，还可以根据实际数据传输需求增加或减少一些字段信息，例如表1中所示字头段中4Bits的预留字段，在其他的实施方式中可以设置为8Bits，或者删除该预留字段。一般的，在不影响对数字检波器进行基本的查询、数据采集、控制等功能外的一些修改的实施方式均可以被接受，当然，这些实施方式仍属于本发明所申请保护的范围。

本发明的一种实施例，所述控制消息中控制命令段中的控制命令具体的可以设置与预置控制命令相对应的控制代码和控制参数。表2是本发明提供的一种在所述控制命令段使用的控制命令表。具体的，本发明实施例中所述的控制命令可以包括下述中的至少一种：

电源管理指令，可以用于指示对数字检波器的电源状态进行控制，例如加电、卸电、休眠等；

地址管理与分配指令，可以用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理，例如定义单分量检波器的地址；

采集参数指令，可以用于指示设置数字检波器采集数据的参数，例如连续或者定时采集模式、采样率、启停时间等；

传输参数指令，可以用于指示设置数字检波器数据传输的参数，例如通讯速率、数据编码方式、是否进行数据压缩等；

采集控制指令，可以用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数，例如停止当前采集、设置采集的TB窗口、检波器滤波方式等。

具体的可以参照下表2所示(表2及1中数字检波器简称检波器)：

表2：控制消息中的控制代码和控制参数表

当然，所示控制命令段中的控制命令还可以根据需求设置包括其它的控制参数，例如查询指令，可以用于指示查询数字检波器的状态信息、测试结果信息等，或者用于数字检波器测试的参数设置指令等。

在本发明中，可以参照上述实施例形成预定格式的控制消息，然后可以将所述控制消息发送至数字检波器。

S2：所述数字检波器接收所述控制消息，在根据所述控制消息中的目标地址判断需要响应所述控制消息时，基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息。

所述数字检波器可以接收所述包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息，然后可以解析所述控制消息，获取所述控制消息中的目标地址等信息。所述数字检波器在根据所述控制消息中的目标地址判断需要响应所述控制消息时，执行所述控制消息中的控制命令。所述数字检波器基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息。

如前所述，所述控制消息中设置的目标地址通常为需要响应所述控制消息的数字检波器的地址。在本发明实施方案中，当前数字检波器可以将自己的地址与所述控制消息中的目标地址进行比较，如果所述目标地址中包括当前数字检波器的地址，则可以判断所述当前数字检波器需要响应所述控制消息。进一步的，所述数字检波器可以执行所述控制消息中的控制命令，然后将执行所述控制命令的执行结果的反馈消息按照预定的数据格式进行反馈。例如控制命令包括开始采集数据，则所述数字检波器接收到控制命令后可以开始采集地震数据，并将采集地震数据记录按照预定的格式返回。或者，控制命令中包括设置数字检波器的采集时间段，则数字检波器根据控制命令设置好采集地震数据的工作时间段后可以返回该命令已经执行完成的应答消息。

本发明中所述的数字检波器的数据传输及控制方法可以完成数据采集端对数字检波器基本的数据采集的信息交互。因此，本发明的一种实施中，当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息被配置成可以包括：

数据体字段，可以用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，可以用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值，所述的属性信息可以包括例如采集的数据的数字检波器的类型、数据包消息的长度、数字检波器串号或地址等。

当然，所述数据包消息同时也可以包括其它的字段信息，例如时间戳字段，可以用于指示采集的数据的时间信息，或者所述时间信息也可以被配置在数据体相应的数据信息位置中。也可以添加传输头字段，可以用于存储指示采集的数据是否压缩、是连续采集还是断续采集、时序传输还是道序传输等数据传输的参数值。同样，基于数据传输的考虑，也可以添加在数据包消息中添加校验码字段。

本申请提供一种设置所述数据包消息的实施例，在该实施例中，所述数据包消息可以被设置成长度为48Bits的数据头字段、8Bits的传输头字段、16Bits的测试数据字段、8Bits的采集参数字段、48Bits的时间戳字段、(n*Ts)Bits的数据体字段、3Bit的校验码字段。图3是本发明提供的一种数据包消息的数据结构示意图，表3是本发明提供的一种数据包消息的数据格式信息列表(表3中数字检波器简称检波器)。如图3或表3所示的数据包消息可以包括的预定格式数据包消息结构以及数据包中各个字段取值及代码的含义。利用本实施例可以将数字检波器采集的地震数据按照预先设定好的标准格式返回，规范数据传输格式，以便于后续数据的统一、高效处理。

表3：数据包消息的数据格式信息列表

本发明的另一种实施例中，如果所述控制命令包括或者仅仅包括指示数字检波器执行一定的操作或者查询某些信息或者确认某些信息，而不需要所述数字检波器传回测试或者采集的地震数据时，可以设置返回预定格式的应答消息，以响应控制消息中的控制命令。具体的，所述预定格式的反馈消息可以包括预定格式的应答消息，所述预定格式的应答消息被配置成可以包括：

8Bits的包头段、N*(16+1)Bits的应答内容字段、32Bits的校验码字段；

应答内容字段，可以用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。

图4是本发明提供的一种应答消息的数据结构示意图，同样，所述的数据结构可以以数据包的形式存在。表4是本发明提供的一种应答消息的数据格式信息列表。

表4：应答消息数据格式信息列表

上述实施例提供了所述接口与协议转换模块与数字检波器之间进行数据传输及控制的包括特定字段信息的预定格式的消息方式。进一步的，所述接口与协议转换模块还可以将不同数字检波器的反馈消息经过转换后返回给相应的数据采集端可以识别的数据格式。因此，本发明所述方法还可以包括：

S3：接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，以及根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据，并将所述采集端格式数据发送至所述数据采集端。

所述转换模块根据所述数据采集端与所述转换模块数据格式的映射关系将接收到的应答消息或者数据包消息等不同格式的反馈消息转换成所述数据采集端可识别的自主协议的采集端数据格式，形成采集端格式数据。然后，所述转换模块可以将所述采集端格式数据发送到数字采集站或服务主机等的数据采集端。

需要说明的是，本发送在转换模块终端与检波器的通信方式上，转换器可以是将采集站的请求消息转换成本发明中的预定格式(特定格式)的数据包发送给数字检波器，其处理的检波器反馈来的应答消息、数据包也可以是预定数据格式(特定格式)的。本发明中转换器与检波器之间数据传输控制方式可以包括将采集站的不同格式的请求消息转换成本发明实施例提供的某一固定设置好的可以具体实现特定功能要求、控制方式的数据格式结构。

本发明所述方法可以为数字检波器提供科学、合理、实用的数据传输及控制方式。与传统的方法在实际应用上相比，可以兼容市场上多数数字检波器，不仅可以进一步规范数字检波器的检验和质量监控，提高地震数据采集质量的控制水平，而且还可以大大提高数字检波器对地震仪器获取其他地震勘探中同样测试设备的兼容性，降低数字检波器的测试与应用成本，扩展数字检波器的应用范围，提高经济效益。

同时，本发明方法可以使数字检波器对专用设备的依赖程度降低，使社会各科研单位和设备制造商利用其自身的优势资源参与数字地震检波器研究与制造，有效的技术资源可得到充分利用，并且不同厂商的数字检波器有了有效对比、测试和评价的同一平台，形成数字检波器市场良性竞争环境，推动数字检波器的发展。

基于本发明方法，本申请提供一种可以用于数字检波器的数据传输及控制装置。图5是本发明提供的所述用于数字检波器的数据传输及控制装置一种应用场景的示意图，在图5中，所述接口及协议转换模块可以为所述装置的一种实现方式。如图5所示，所述装置可以用于设置在数字采集站的数据采集端与通用型数字检波器之间，实现在所述数据采集端与数字检波器采用不同的接口或协议时完成数据的有效传输及对数字检波器的控制，大大提高地震数据采集设备的通用性，降低包括数字检波器和数字采集站在内的地震仪器的应用和采购成本。

图6是本发明提供的用于数字检波器的数据传输及控制装置的一种实施例的模块结构示意图，如图6所示，所述装置可以包括：

第一接口模块101，可以用于接收数据采集端的请求消息；

接口及协议转换模块102，可以用于存储与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系，以及用于基于所述数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；还可以用于根据所述数据格式映射关系将接收到反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据；

第二接口模块103，可以用于将所述预定格式的控制消息发送至数字检波器，以及用于接收所述数字检波器发送的预定格式的反馈消息。

如前所述，本发明提供的所述用于数字检波器的数据传输及控制装置中所述控制消息可以包括：

头字段，用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波器的地址的值；

控制命令段，用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

其中，所述的目标地址段可以设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

相应的，所述头字段可以包括下述中的至少一种字段信息：

指示控制消息总长度的字段信息；

指示目标地址段中目标地址段数的字段信息；

指示控制命令段中控制命令数的字段信息；

指示响应所述控制消息的检波器的类型的字段信息。

以及，所述的控制命令可以包括下述中的至少一种：

电源管理指令，用于指示对数字检波器的电源状态进行控制；

地址管理与分配指令，用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理；

采集参数指令，用于指示设置数字检波器采集数据的参数；

传输参数指令，用于指示设置数字检波器数据传输的参数；

采集控制指令，用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数。

一般的，基于标准或者通用甚至私有的通信协议的处理，数字检波器可以解析、检测并识别出控制消息中的字段信息。而数字检波器通常可以采用包括特定消息内容的预定格式的数据传输及控制方法进行消息交互。具体的，本发明提供一种数字检波器，所述数字检波器被设置成可以包括：

至少一个处理单元；

所述处理单元可以用于接收包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；以及在根据所述控制消息中的目标地址判断需要响应所述控制消息时，执行所述控制消息中的控制命令；以及基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息。

当然，如前所述，在所述装置或检波器中，当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息可以被配置成包括：

数据体字段，可以用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，可以用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值。

具体的实际应用中，本发明中所述的装置可以配合地震数据采集时使用的通用型数字检波器达到良好的数据传输及控制，大大提高了地震设备利用率及不同厂家之间设备的兼容性，降低地震数据采集的成本。

另一种实施方式中，在所述装置或检波器中，所述预定格式的应答消息被配置成，可以包括：

应答内容字段，用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。

需要说明的是，本发明提供的所述装置和检波器中所提及的控制消息、反馈消息等所述包括的字段、控制命令及代码、数据格式可以参照本发明其他实施例以及附图、表中所示的内容，在此不做赘述。

本发明的实施方案，可以用于在实体例如硬件控制器之间实现通信的通信协议。这样的协议可以被用于把信息在实体例如包括不间断电源(UPS)的地震数据采集设备和主计算机系统之间通信。然而，应当意识到，这样的协议可以被在其他类型的系统及终端中实施，包括但不限于现场监测系统或其他的具有监视和控制功能的系统及终端中应用。

目前现有技术中的数字检波器必须配用同厂家的数字采集地面设备，增加了采购成本；且难以进行不同数字检波器、不同数字采集设备的横向对比，仅能依靠厂家指标对比。目前数字检波器包含光栅式、动圈加模数转换式等等方式，不同施工设计需配用不同类型，利用目前市场产品则更换不同数字检波器需更换整套地震采集仪器系统。目前市面上的数字检波器仅传输采集地震的数字化信号，无任何帧结构式管理及控制功能，不便于功能拓展及使用。使用本发明的数字检波器直接可以使用或经过协议转换设备配用所有地面采集设备，节约成本。

使用本发明提供的包括预定帧结构控制消息的数字检波器，可大幅度简化未来地面采集设备的设计复杂度：将受控部件由采集站转移至检波器中，采集站可仅负责数据缓存、打包、上传，设计配套的有线、无线、节点仪器都可大幅度降低功耗和采集站体积，可降低采集设备的布设成本和布设难度。使用通用帧结构控制的数字检波器拓展了数字检波器的应用领域，可借助成熟的物联网等传输方式及网络结构进行更灵活的采集设备设计。

使用通用帧结构控制的数字检波器不同于采集站的帧结构传输，因采集站数据交互需使用至少2路分别传输数据和同步命令并需配用高带宽传输，而帧结构数字检波器可仅使用1024bytes的传输速度的一对低速数据线同时传输控制、同步、数据。低成本的传输线缆更适应野外复杂的施工环境，并可以大幅减少因车辆碾压损坏设备造成的停工怠工时间。

此外目前世面数字检波器的数据传输方向都为单向，即数字检波器向数字采集站单向传输数字化的地震数据，而无交互功能。

因此，本发明提供的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法、装置，可以规范数字检波器的检验和质量监控，提高地震数据采集质量的控制水平。而且还可以大大提高数字检波器对地震仪器获取其它地震勘探中同样测试设备的兼容性，降低数字检波器对专用设备的依赖程度，从而降低数字检波器的测试与应用成本，扩展数字检波器的应用范围，提高经济效益。

尽管本发明内容中提到数据传输、IEEE标准、包括预定字段的消息的数据格式等的数据传输、交互、处理的描述，但是，本发明并不局限于必须是完全标准或者所提及的方式的数据传输、交互、处理的情况。本发明中各个实施例所涉及的上述描述仅是本发明中的一些实施例中的应用，在某些标准、方法的基础上略加修改后的处理方法也可以实行上述本发明各实施例的方案。当然，在符合本发明上述各实施例的中所述的处理方法步骤的其它无创造性的变形，仍然可以实现相同的申请，在此不再赘述。

虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

上述实施例阐明的装置或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。当然，也可以将实现某功能的模块由多个子模块或子单元组合实现。

本发明中所述的方法、装置或模块可以以计算机可读程序代码方式实现控制器按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC625D、AtmelAT91SAM、MicrochipPIC18F26K20以及SiliconeLabsC8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本发明所述装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、移动通信终端、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (19)

1.一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收数据采集端的请求消息，根据存储的与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；发送所述控制消息至数字检波器；

所述数字检波器接收所述控制消息，在根据所述控制消息中的目标地址判断需要响应所述控制消息时，基于所述控制消息中的控制命令的执行结果发送预定格式的反馈消息；

接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，以及根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据，并将所述采集端格式数据发送至所述数据采集端。

2.一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收数据采集端的请求消息，根据存储的与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；发送所述控制消息至数字检波器；

接收数字检波器发送的预定格式的反馈消息，以及根据所述数据格式映射关系将所述反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据，并将所述采集端格式数据发送至所述数据采集端。

3.如权利要求2所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述控制消息包括：

头字段，用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波器的地址的值；

控制命令段，用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

4.如权利要求3所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，

所述头字段被设置成，包括：指示控制消息总长度的字段、指示控制消息类型的字段、指示地址段数的字段、指示控制命令数的字段、指示数字检波器类型的字段、指示是否压缩的字段；

所述目标地址段被设置成，包括：长度为N*(8+8)Bits的用于存储目标地址的字段，N为设置在目标地址段中的地址段数；

所述控制命令段被设置成，包括：长度为(16*M)Bits的控制代码字段、长度为(128*M)Bits的控制参数字段，M为控制命令条数。

5.如权利要求3所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，

所述的目标地址段设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

6.如权利要求3或4所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述的控制命令包括下述中的至少一种：

电源管理指令，用于指示对数字检波器的电源状态进行控制；

地址管理与分配指令，用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理；

采集参数指令，用于指示设置数字检波器采集数据的参数；

传输参数指令，用于指示设置数字检波器数据传输的参数；

采集控制指令，用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数。

7.如权利要求3或4所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述控制消息被设置成，包括：

48Bits的头字段、48Bits的时间戳字段、N*(8+8)Bits的目标地址段、M(16+128)Bits的控制命令段、32Bist的校验码字段，N为设置在目标地址段中的地址段数，M为控制命令条数。

8.如权利要求3或4所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，

当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息被配置成包括：

数据体字段，可以用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，可以用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值。

9.如权利要求8所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，

所述数据包消息被设置成长度为48Bits的数据头字段、8Bits的传输头字段、16Bits的测试数据字段、8Bits的采集参数字段、48Bits的时间戳字段、(n*Ts)Bits的数据体字段、3Bit的校验码字段，n为采样点个数，Ts为采样精度。

10.如权利要求3或4所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制方法，其特征在于，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的应答消息，所述预定格式的应答消息被配置成，包括：

48Bits的包头段、N*(16+1)Bits的应答内容字段、32Bits的校验码字段；

所述应答内容字段，用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。

11.一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一接口模块，用于接收数据采集端的请求消息；

接口及协议转换模块，用于存储与所述数据采集端使用的自主协议进行转换的数据格式映射关系，以及用于基于所述数据格式映射关系将所述请求消息转换成包括目标地址和控制命令的预定格式的控制消息；还用于根据所述数据格式映射关系将接收到反馈消息转换成与所述数据采集端使用的自主协议相对应的采集端格式数据；

第二接口模块，用于将所述预定格式的控制消息发送至数字检波器，以及用于接收所述数字检波器发送的预定格式的反馈消息。

12.如权利要求11所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述控制消息包括：

头字段，用于存储指示所述控制消息的属性信息的值；

目标地址段，用于存储指示响应控制消息中的控制命令的数字检波的地址的值；

控制命令段，用于存储指示数字检波器执行指定操作的控制命令的值。

13.如权利要求12所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，

所述头字段被设置成，包括：指示控制消息总长度的字段、指示控制消息类型的字段、指示地址段数的字段、指示控制命令数的字段、指示数字检波器类型的字段、指示是否压缩的字段；

所述目标地址段被设置成，包括：长度为N*(8+8)Bits的用于存储目标地址的字段，N为设置在目标地址段中的地址段数；

所述控制命令段被设置成，包括：长度为(16*M)Bits的控制代码字段、长度为(128*M)Bits的控制参数字段，M为控制命令条数。

14.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，

所述控制消息被设置成，包括：

48Bits的头字段、48Bits的时间戳字段、N*(8+8)Bits的目标地址段、M(16+128)Bits的控制命令段、32Bist的校验码字段，N为设置在目标地址段中的地址段数，M为控制命令条数。

15.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述的目标地址段设置为包括多个数字检波器的目标地址的数据格式。

16.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述头字段包括下述中的至少一种字段信息：

指示控制消息总长度的字段信息；

指示目标地址段中目标地址段数的字段信息；

指示控制命令段中控制命令数的字段信息；

指示响应所述控制消息的检波器的类型的字段信息。

17.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述的控制命令包括下述中的至少一种：

电源管理指令，用于指示对数字检波器的电源状态进行控制；

地址管理与分配指令，用于指示对数字检波器的逻辑地址进行分配与管理；

采集参数指令，用于指示设置数字检波器采集数据的参数；

传输参数指令，用于指示设置数字检波器数据传输的参数；

采集控制指令，用于指示设置数字检波器数据采集的控制参数。

18.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，当所述控制命令包括指示数字检波器进行数据采集的指令时，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的数据包消息，所述预定格式的数据包消息被配置成包括：

数据体字段，用于存储数字检波器采集的数据信息；

数据头字段，用于存储指示数字检波器采集的数据的属性信息的值。

19.如权利要求12或13所述的一种用于数字检波器的数据传输及控制装置，其特征在于，所述预定格式的反馈消息包括预定格式的应答消息，所述预定格式的应答消息被配置成，包括：

应答内容字段，用于存储指示所述控制消息中控制命令的执行结果的值。