CN112987603B - 一种基于gprs的节点地震仪器远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，包括节点型地震勘探采集仪器和云端监控平台，节点型地震勘探采集仪器的主控模块电性连接数据处理模块、定位授时模块、GPRS通讯模块、数据存储模块、电源管理模块、数传模块、自检测试模块和蜂鸣器。所述GPRS模块用于配合云端监控平台和手持终端实时完成节点型地震勘探采集仪器的状态及位置监控、参数设置、数据回收、仪器测试、设备防盗、报表分析等功能。本发明节点地震仪器远程监控系统不仅可以高效的完成地震勘探数据采集工作，而且在稳定性、便捷性、可靠性方面具备一定的优势，极大的提高了节点地震仪器的质控能力，能有效的提高地震勘探施工的效率和质量，降低施工成本。

Description

一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，特别是涉及一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统。

背景技术

在地震勘探中，地震勘探仪器是地震勘探的核心装备，起着至关重要的作用。地震勘探仪器分为有线地震仪器和节点地震仪器。有线地震仪器是指利用电缆连接检波器、主控系统和记录系统的地震勘探装备，但随着勘探与开发的不断深入，物探采集正面临着越来越复杂的地表条件，传统有线地震仪器存在诸多难题，尤其是对于复杂地表，有线仪器布设难度大、资金投入高、查排时间长，安全风险高，直接影响了施工的效益、质量和安全。

因此，近年来，节点地震仪器逐渐被市场所接受，与有线仪器相比，节点地震仪器不通过电缆连接，每个采集站都是一个独立的节点，采用卫星授时和本地时钟相结合的同步方式，同时独立记录地震数据，后期处理数据时可以根据不同采集点的数据质量来确定组合方式，最终形成炮集记录或道集记录。节点地震仪器具有轻便可靠、布设简单、施工效率高的特点，大大减少了施工投入，降低了石油勘探的成本，提高了施工效益。

但是，相比于传统的有线地震仪器，节点地震仪器由于普遍采用自主采集的方式，仅能在节点地震仪器采集完毕，回收仪器时才能查看其地震采集数据，既无法实时获取该仪器的运行状态，也无法实时监控其地震采集数据，导致无法进行地震仪器的实时状态监控和地震采集数据的质量监控，在一定程度上影响了地震采集数据的可靠性，也影响了节点地震仪器在国内的推广与应用。因此，如果能利用远程实时监控系统，实现节点地震仪器地震数据的远程数据回传和状态监控，将大幅提高节点地震采集系统的可靠性，提高地震采集数据的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，以解决现有节点地震仪器远程通讯能力不足、无法进行远程质控的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，所述节点地震仪器远程监控系统包括：节点型地震勘探采集仪器、云端监控平台和手持平板电脑；所述云端监控平台或所述手持平板电脑通过GPRS与所述节点型地震勘探采集仪器进行通信；

所述节点型地震勘探采集仪器包括主控模块以及与所述主控模块连接的数据处理模块、定位授时模块、GPRS通讯模块、数据存储模块、电源管理模块、数传模块、自检测试模块和蜂鸣器，还包括与所述数据处理模块连接的检波器。

可选的，所述检波器用于采集地震数据；所述数据处理模块用于对所述地震数据进行数据处理后发送给所述主控模块；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述地震数据发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述地震数据生成炮集记录以供查看。

可选的，所述定位授时模块包括GPS模块和时钟授时模块；所述GPS模块和所述时钟授时模块分别与所述主控模块连接；

所述GPS模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的位置信息并发送至所述主控模块；所述时钟授时模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的时间信息并发送至所述主控模块；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述位置信息和所述时间信息发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述位置信息生成所述节点型地震勘探采集仪器的施工地图。

可选的，所述主控模块还用于判断所述位置信息是否超过预设布设范围，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述位置信息超过预设布设范围，则所述主控模块控制所述蜂鸣器进行报警，同时云端监控平台进行相关提示。

可选的，所述主控模块还用于采集所述数据存储模块的存储容量，并通过所述GPRS通讯模块将所述存储容量发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述存储容量确定所述数据存储模块是否需要清理内存或进行更换。

可选的，所述主控模块还用于采集所述电源管理模块中电池组的电池电量，并通过所述GPRS通讯模块将所述电池电量发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述电池电量确定所述电池组是否需要充电或更换电池。

可选的，所述数传模块包括高速数传驱动电路和数传及充电端口；所述高速数传驱动电路的一端连接所述主控模块，所述高速数传驱动电路的另一端连接所述数传及充电端口；所述数传及充电端口以接触式触点的形式连接外部数据线，通过所述外部数据线将所述地震数据下载至电脑存储器中。

可选的，所述自检测试模块用于根据所述主控模块的控制测试所述节点型地震勘探采集仪器，并由所述数据处理模块采集测试结果数据并发送至所述主控模块；所述测试结果数据包括所述节点型地震勘探采集仪器的仪器噪音、环境噪音、信号幅度、动态范围、谐波失真，以及所述检波器的自然频率、阻尼、灵敏度；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述测试结果数据发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述测试结果数据确定所述节点型地震勘探采集仪器的自检结果是否正常。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，包括节点型地震勘探采集仪器和云端监控平台，节点型地震勘探采集仪器的主控模块电性连接数据处理模块、定位授时模块、GPRS通讯模块、数据存储模块、电源管理模块、数传模块、自检测试模块和蜂鸣器，所述GPRS模块用于配合云端监控平台和手持终端实时完成节点型地震勘探采集仪器的状态及位置监控、参数设置、数据回收、仪器测试、设备防盗、报表分析等功能。本发明节点地震仪器远程监控系统不仅可以高效的完成地震勘探数据采集工作，而且在稳定性、便捷性、可靠性方面具备一定的优势，极大的提高了节点地震仪器的质控能力，能有效的提高地震勘探施工的效率和质量，降低施工成本。

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，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的无线通讯方式示意图；

图2为本发明提供的节点型地震勘探采集仪器的结构示意图；

图3为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的通讯原理图；

图4为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的功能示意图；

图5为本发明提供的云端监控平台的工作流程图。

具体实施方式

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是要解决现有节点地震仪器远程通讯能力不足、无法进行远程质控的问题，提供一种基于GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)的节点地震仪器远程监控系统，能够利用云端监控平台实时监控节点地震仪器的工作状态和回传地震采集数据。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的无线通讯方式示意图。参见图1，本发明所述基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统包括：部署在检波点上的节点型地震勘探采集仪器1、云端监控平台2和手持平板电脑3。所述云端监控平台2或所述手持平板电脑3通过GPRS与所述节点型地震勘探采集仪器1进行通信。所述节点型地震勘探采集仪器1(本发明简称节点地震仪器1)通过内置于其中的GPRS通讯模块，利用运营商网络，将数据实时上传至云端监控平台2和手持平板电脑3，实现了节点地震仪器的监控、设置、仪器测试、数据回收与数据分析等功能，云端监控平台2或手持平板电脑3通过GPRS实现与部署于野外的节点地震仪器之间的通信。

图2为本发明提供的基于GPRS的节点型地震勘探采集仪器的结构示意图。参见图2，本发明所述节点型地震勘探采集仪器1(简称节点地震仪器1)具体包括：主控模块101、数据处理模块102、定位授时模块103、GPRS通讯模块104、数据存储模块105、电源管理模块106、数传模块107、自检测试模块108、蜂鸣器109以及检波器110。所述节点地震仪器1内部各模块之间采用电性连接，手持平板电脑3、云端监控平台2与节点地震仪器1之间通过GPRS无线连接。

如图2所示，所述数据处理模块102的一端连接所述检波器110，所述数据处理模块103的另一端连接所述主控模块101。所述检波器110用于采集地震数据。所述数据处理模块102用于将所述地震数据发送给所述主控模块101。所述主控模块101还用于获取所述数据处理模块102的采集信息。所述采集信息包括所述数据处理模块102的采样率、滤波参数以及检波器通道。

所述定位授时模块103与所述主控模块101连接；所述定位授时模块103用于采集位置及时间信息并发送给所述主控模块101。所述位置及时间信息包括所述节点地震仪器1的位置信息和时间信息，具体包括卫星定位的数量、GPS的状态、定位类型、GPS时间以及GPS经纬度。

所述数据存储模块105与所述主控模块101连接；所述主控模块101用于获取所述数据存储模块105的存储容量。

所述电源管理模块106与主控模块101连接；所述主控模块101用于采集所述电源管理模块106中电池组的电量。

所述自检测试模块108与所述主控模块101连接；所述自检测试模块108用于根据所述主控模块101的控制测试所述节点型地震勘探采集仪器1，并由所述数据处理模块102采集测试结果数据并发送至所述主控模块101。所述测试结果数据包括所述节点型地震勘探采集仪器1的仪器噪音、环境噪音、信号幅度、动态范围、谐波失真，以及所述检波器110的自然频率、阻尼、灵敏度。

所述主控模块101将采集的所述地震数据、所述采集信息、所述位置及时间信息、所述存储容量、所述电池组的电量、所述测试结果数据以及所述节点型地震勘探采集仪器1的设备信息压缩为数据包；所述设备信息包括所述节点型地震勘探采集仪器1的设备编号、线号和桩号。

所述GPRS通讯模块104与所述主控模块101连接。所述GPRS通讯模块104将所述数据包分别发送至所述云端监控平台2和所述手持平板电脑3。

所述云端监控平台2和所述手持平板电脑3用于查看所述数据包中的数据，远程实现节点地震仪器1的位置监控、状态监测、参数设置、数据回收、仪器测试、设备防盗、报表分析等功能。

本发明节点型地震勘探采集仪器1(简称节点地震仪器1)部署在检波点上，用于完成地震数据的采集，最终完成油气探测、地质信息探测、地表空间调查等功能。所述节点型地震勘探采集仪器1内置有高灵敏度检波器机芯，所述云端监控平台2利用GPRS网络与节点地震仪器1通讯，实时监控节点地震仪器1的位置信息和状态信息，实现远程监控和设置。

参见图2，所述主控模块101采用工业级ARM(Advanced RISC Machines)芯片，控制数据采集、定位、授时、无线通讯、电源管理等功能模块的正常运行，实现对各个站内功能单元的状态监测、状态控制和任务调度。

所述节点型地震勘探采集仪器1支持内置高灵敏度检波器或外接常规检波器串。所述数据处理模块102包括依次连接的模拟信号调理电路以及32位高精度模数转换电路。所述模拟信号调理电路的一端连接所述检波器110，所述模拟信号调理电路的另一端连接所述模数转换电路的一端；所述模数转换电路的另一端连接所述主控模块101。所述节点地震勘探采集仪器1内置高灵敏度检波器和模数转换电路，将采集到的地震数据通过数据存储模块105进行存储。所述模数转换电路以国际领先的集成式32位Δ-Σ模数转换器为核心，加以外围辅助电路组成。

所述检波器110用于采集地震数据。所述数据处理模块102用于将所述地震数据发送给所述主控模块101。所述主控模块101还用于获取所述数据处理模块102的采集信息。所述采集信息包括所述数据处理模块102的采样率、滤波参数以及检波器通道。

所述定位授时模块103具体包括GPS模块和时钟授时模块；所述GPS模块和所述时钟授时模块分别与所述主控模块101连接。所述GPS模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的位置信息并发送至所述主控模块101；所述时钟授时模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的时间信息并发送至所述主控模块101；所述主控模块101通过所述GPRS通讯模块104将所述位置信息和所述时间信息发送至所述云端监控平台2；所述云端监控平台2根据所述位置信息生成所述节点型地震勘探采集仪器1的施工地图。所述节点地震仪器1采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)授时和定位方案，由GPS模块和高精度时钟联合授时，实现严格意义上的广域系统级同步采集。

所述主控模块101还用于判断所述位置信息是否超过预设安装范围，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述位置信息超过预设安装范围，则所述主控模块101控制所述蜂鸣器109进行报警。

所述GPRS通讯模块104直接与主控模块101相连，GPRS通讯模块104与云端监控平台2或手持平板电脑3中的APP进行通讯，可以利用GPS模块实现节点地震仪器1的实时定位，与施工设计的线号、桩号的定位信息拟合后，如果节点地震仪器1当前位置超出既定范围，则进行报警提示，实现节点地震仪器的防盗功能。

所述数据存储模块105用于存储所述数据包中的数据以及所述节点地震仪器1的设备信息。所述主控模块101还用于采集所述数据存储模块105的存储容量，并通过所述GPRS通讯模块104将所述存储容量发送至所述云端监控平台2；所述云端监控平台2根据所述存储容量确定所述数据存储模块105是否需要清理内存或进行更换。

参见图2，所述电源管理模块106具体包括电池组、电池保护电路以及电池控制与充电管理电路。所述电池保护电路的一端连接所述电池组，所述电池保护电路的另一端连接所述电池控制与充电管理电路。所述电池控制与充电管理电路分别与所述主控模块101、所述数据处理模块102、所述定位授时模块103、所述GPRS通讯模块104、所述数据存储模块105、所述数传模块107以及所述自检测试模块108连接进行供电。

所述主控模块101还用于采集所述电源管理模块106中电池组的电池电量，并通过所述GPRS通讯模块104将所述电池电量发送至所述云端监控平台2；所述云端监控平台2根据所述电池电量确定所述电池组是否需要充电或更换电池。

参见图2，所述数传模块107包括高速数传驱动电路和数传及充电端口；所述高速数传驱动电路的一端连接所述主控模块101，所述高速数传驱动电路的另一端连接所述数传及充电端口。所述数传及充电端口以接触式触点的形式连接外部数据线，通过所述外部数据线将所述地震数据下载至电脑存储器中。

如图2所示，所述自检测试模块108包括测试信号发生器和测试信号驱动器。所述测试信号发生器的一端连接所述主控模块101，所述测试信号发生器的另一端连接所述测试信号驱动器的一端；所述测试信号驱动器的另一端连接所述模拟信号调理电路。

所述自检测试模块108用于根据所述主控模块101的控制测试所述节点型地震勘探采集仪器1，并由所述数据处理模块102采集测试结果数据并发送至所述主控模块101。所述测试结果数据(自检结果数据)包括所述节点型地震勘探采集仪器1的仪器噪音、环境噪音、信号幅度、动态范围、谐波失真，以及所述检波器110的自然频率、阻尼、灵敏度。所述主控模块101通过所述GPRS通讯模块104将所述测试结果数据发送至所述云端监控平台2；所述云端监控平台2根据所述测试结果数据确定所述节点型地震勘探采集仪器的自检结果是否有异常，如有异常及时通知野外现场对仪器1进行检查。

如图2所示，地震数据由检波器110采集后，经模拟信号调理电路和32位高精度模数转换电路，将电压信号转换为数字信号，主控模块101控制数字信号存储至数据存储模块105。GPS模块与时钟授时模块实时采集当前的位置数据和时间数据，经主控模块101，存储至数据存储模块105。数传及充电端口以接触式触点的形式，外部连接数据线，利用USB3.0，将地震数据下载至电脑存储器中。当主控制器101接收到测试命令时，测试信号发生器将测试信号发送至模拟信号调理电路，对节点地震仪器进行测试，测试结果经主控模块101存储于数据存储模块105。

所述云端监控平台2和手持平板电脑3通过GPRS通讯模块104，实时读取所有在线的节点地震采集仪器1的位置信息、时间信息、状态信息(电池电量、信号强度、内部温度、当前的线号桩号等)、仪器测试结果及部分地震采集数据。云端监控平台2将根据节点地震仪器1的位置信息生成该项目的施工地图；根据电池电量、存储容量等仪器状态信息，形成电量损耗图，并提示需要充电或需要更换电池的节点仪器编号及施工桩号；根据回收的地震采集数据，生成炮集记录，为下一步有针对性的项目部署提供依据。

图3为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的通讯原理图。如图3所示，所述节点地震仪器1用于采集地震数据，并对数据进行存储，并利用GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点(GGSN)完成与云端监控平台2的通讯。

如图3所示，SGSN(Serving GPRS SupportNode，服务GPRS支持节点)主要用于传递所述数据包，是该无线网络中的路由节点，数据包通过它进行分组路由和转发。GGSN(Gateway GPRS SupportNode，网关GPRS支持节点)主要起到网关的作用，它能够实现地址的转换。GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网与其它GGSN和SGSN相连，同时，对分组数据进行相应的处理，再发送到云端监控平台网络。

图4为本发明提供的基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的功能示意图。图5为本发明提供的云端监控平台的工作流程图。参见图4和图5，所述云端监控平台2，利用GPRS作为通讯实现方式，其特点是通讯次数较为频繁，但所传输的状态信息、位置信息数据量较小，系统采用专线方式接入到移动通讯公司的GPRS网络中，各节点的数据包通过GPRS专线和云端监控平台2连接，并通过防火墙进行保护。

GPRS是通用分组无线服务技术的简称，属于第二代移动通信中的数据传输技术，传输速率能够达到56-114Kbps。利用GPRS作为通讯实现方式，其特点是功耗低、覆盖范围广、应用成熟、价格低廉，同时能够满足节点地震仪器1监控数据的实时传输需求。因此，GPRS作为通讯实现方式，能够使其在满足功能需求的基础上，有效的节约成本，优化产品性能。

所述云端监控平台2可以用于实时监控所有在线的节点地震仪器1的位置信息、节点地震仪器的运行状态信息(例如当前电池组的电量、GPS状态、信号质量等)、采集信息(例如采样率、滤波参数、检波器通道等)，可以实现所有在线节点地震仪器1的参数配置(例如线号、桩号、增益等)、仪器自检(仪器噪声、动态范围、谐波失真、直流阻抗、检波器阻尼、检波器自然频率、检波器灵敏度等)、采集数据回传等功能，并生成所述信息的统计报表和分析曲线(例如电池电量统计、自检结果统计、GPS状态统计等)。具体的，所述基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的功能包括：

查看历史报表及分析曲线功能：

所述云端监控平台2包括数据库服务器，用于存储所述节点地震仪器1的数据包信息，并生成带有时间戳的报表和分析图表以供查看。

实时位置监控功能：

所述云端监控平台2远程监控所有在线地节点地震仪器1的实时位置，并高精度的显示在施工地图中，误差小于5m，并通过与线号、桩号的GPS坐标进行拟合，实现完全自主的节点地震仪器1的精准定位。

所述云端监控平台2查看所述节点地震仪器1的实时位置，并判断位置是否有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常进一步查看节点状态。

实时状态监控功能：

所述云端监控平台2还实现了远程实时监控所有在线节点地震仪器1状态的功能，该平台可以实时监控所有节点仪器1的设备信息，包括设备编号、当前的线号、桩号，以及电池组电量、内部温度、存储空间、采样率、内部增益、滤波参数、GPS的位置及时间等信息。

所述云端监控平台2查看节点状态并判断节点状态十分有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常进一步设置采集参数。

关键参数设置功能：

所述云端监控平台2实现了远程设置所有在线节点地震仪器1关键参数的功能，可以同时配置所有节点仪器1的采样率、内部增益、滤波等参数，也可以点对点配置节点仪器1的线号、桩号。

节点仪器自检功能：

所述云端监控平台2实现了远程控制在线的节点地震仪器1自检的功能，并能够实时上传自检结果，便于监控节点地震仪器1在野外的指标情况。

所述云端监控平台2在设置关键参数后，远程控制节点地震仪器1进行仪器自检，并由节点地震仪器1回传自检结果数据。云端监控平台2根据自检结果数据判断自检结果是否有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常则控制节点地震仪器1开始采集各项数据并回传。

地震数据回传及查看单炮记录功能：

所述云端监控平台2在必要时，可以控制回传指定节点地震仪器1的地震数据，并于云端监控平台2形成单炮记录以供查看。

所述云端监控平台2可以通过所存储的所有节点地震仪器1的状态数据，使大量的监控信息可视化，形成报表和图表，便于相关工作人员分析节点地震仪器1当前的使用情况，为下一步的施工安排提供充分的依据。

所述云端监控平台2具有严格的使用权限限制，以防止误操作带来的风险。所述云端监控平台2将使用权限分为操作员、工程师、管理者三级权限。操作员可以进行参数的设置和状态的监控；工程师除操作员权限外，还可以进行设备的自检、数据的回传和数据分析；管理者可以进行状态的监控和数据的分析。

参见图5，利用云端监控平台2完成节点地震仪器监控的工作流程如下：

搜索所有在线设备，查看所选节点地震仪器设备的历史工作数据及分析结果；

查看所有在线设备的实时位置，确保所有在线设备处于正确的检波点上，如果位置有异常，则通知相关人员前往现场检查设备；

查看在线的节点仪器状态，如果显示该节点仪器状态异常，例如电量不足、存储容量不足、GPS位置信息紊乱等，及时通知相关人员前往相应位置进行检查处理；

确认节点仪器状态正常后，可以远程的、批量的设置其采集参数，例如采样率、滤波参数、前放增益等；

远程控制节点地震仪器进行自检，并上传自检结果，对自检结果进行分析，如果某个节点仪器自检结果存在异常，则对其进行二次自检，二次自检结果仍有异常，则通知相关人员现场对其进行维修或更换；

确保所有在线的节点地震仪器正常后，开始地震采集，采集期间可以实时回收部分地震数据，对地震数据进行分析与检查，确保地震采集数据的质量。

本发明节点地震仪器1的主控模块101采用ARM芯片，采用低功耗嵌入式控制流程，控制数据采集、定位、授时、GPRS通讯、电源管理等功能模块的运行，对各个站内功能单元的状态监测、状态控制和任务调度。主控模块101还负责各模块之间的工作流程控制及地震采集数据的存储。

所述节点地震仪器1利用GPRS作为通讯方式，与云端监控平台2通讯，实现了节点地震仪器1位置信息、状态信息的监控，实现仪器自检测试及地震采集数据的上传等功能，解决了过去节点仪器无法实时监控的难题，大幅提高节点地震仪器1的质控能力。

所述节点地震仪器1内置蜂鸣器109，当GPS定位提示节点地震仪器1的位置超过既定地点10米范围后，且持续移动时，则激活内置于节点地震仪器1内部的蜂鸣器109，警示偷盗者。同时，通过GPRS网络将定位信息实时发送到云端监控平台2，工作人员可根据定位信息寻回被盗的节点地震仪器1。

本发明基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，利用GPRS通讯，操作人员在云端监控平台2可以完成节点地震仪器1的实时位置监控、实时状态监控、关键参数设置、节点仪器自检、地震数据回传、查看单炮记录及查看历史报表和分析曲线等功能，云端监控平台2极大的增加了节点地震仪器1的质控能力，减少了野外施工人员的工作量，同时其可视化的数据报表及曲线，为施工管理、装备管理提供了可靠的数据依据。所述手持平板电脑3可以实现与云端监控平台2相同的功能，因此不再赘述。

与现有技术相比，本发明基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的优点在于：

本发明提供了一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，包括节点地震仪器1和云端监控平台2，能够实现远程监控所有在线节点地震仪器的位置信息、状态信息和采集数据，并进行节点地震仪器的自检。

现有节点地震仪器由于无法进行远程实时通讯，因此，无法完成实时质控和实时地震数据传输，相比之下，本发明可以高效的完成地震数据采集工作，且在稳定性、便捷性、可靠性方面具备一定的优势，由于具备了GPRS远程通讯能力，能够完成状态信息的远程监控，极大的提高了节点地震采集仪器的质控能力，能有效的提高地震勘探施工的效率，降低施工成本。

此外，本发明还具备高效的防盗能力，利用内置的GPS来进行高精度授时和定位，当监测到节点地震仪器超出既定地点10米且在持续移动时，则激活内置于节点地震仪器内部的蜂鸣器，警示偷盗者。同时，通过GPRS网络将定位信息实时发送到云端监控平台，工作人员可根据定位信息寻回被盗的节点地震仪器。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统，其特征在于，所述节点地震仪器远程监控系统包括：节点型地震勘探采集仪器、云端监控平台和手持平板电脑；所述云端监控平台或所述手持平板电脑通过GPRS与所述节点型地震勘探采集仪器进行通信；系统采用专线方式接入到移动通讯公司的GPRS网络中，各节点型地震勘探采集仪器的数据包通过GPRS专线和云端监控平台连接，并通过防火墙进行保护；所述节点型地震勘探采集仪器利用GPRS服务支持节点SGSN和网关支持节点GGSN完成与云端监控平台的通讯；SGSN是无线网络中的路由节点，用于传递数据包，数据包通过SGSN进行分组路由和转发；GGSN起到网关的作用，能够实现地址的转换；GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网与其它GGSN和SGSN相连，同时，对分组数据进行处理，再发送到云端监控平台网络；

所述节点型地震勘探采集仪器包括主控模块以及与所述主控模块连接的数据处理模块、定位授时模块、GPRS通讯模块、数据存储模块、电源管理模块、数传模块、自检测试模块和蜂鸣器，还包括与所述数据处理模块连接的检波器；

所述GPRS通讯模块直接与主控模块相连，GPRS通讯模块与云端监控平台或手持平板电脑中的APP进行通讯，利用GPS模块实现节点型地震勘探采集仪器的实时定位，与施工设计的线号、桩号的定位信息拟合后，如果节点型地震勘探采集仪器当前位置超出既定范围，则进行报警提示，实现节点地震仪器的防盗功能；

所述云端监控平台远程监控所有在线地节点型地震勘探采集仪器的实时位置，并高精度的显示在施工地图中，误差小于5m，并通过与线号、桩号的GPS坐标进行拟合，实现完全自主的节点型地震勘探采集仪器的精准定位；

所述节点型地震勘探采集仪器内置蜂鸣器，当GPS定位提示节点型地震勘探采集仪器的位置超过既定地点10米范围后，且持续移动时，则激活内置于节点型地震勘探采集仪器内部的蜂鸣器，警示偷盗者；同时，通过GPRS网络将定位信息实时发送到云端监控平台，工作人员根据定位信息寻回被盗的节点型地震勘探采集仪器；

所述基于GPRS的节点地震仪器远程监控系统的功能包括：

查看历史报表及分析曲线功能：

所述云端监控平台包括数据库服务器，用于存储所述节点型地震勘探采集仪器的数据包信息，并生成带有时间戳的报表和分析图表以供查看；

实时位置监控功能：

所述云端监控平台远程监控所有在线节点型地震勘探采集仪器的实时位置，并高精度的显示在施工地图中，误差小于5m，并通过与线号、桩号的GPS坐标进行拟合，实现完全自主的节点型地震勘探采集仪器的精准定位；

所述云端监控平台查看所述节点型地震勘探采集仪器的实时位置，并判断位置是否有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常进一步查看节点状态；

实时状态监控功能：

所述云端监控平台还实现远程实时监控所有在线节点型地震勘探采集仪器状态的功能，所述云端监控平台实时监控所有节点仪器的设备信息，包括设备编号、当前的线号、桩号，以及电池组电量、内部温度、存储空间、采样率、内部增益、滤波参数、GPS的位置及时间；

所述云端监控平台查看节点状态并判断节点状态是否有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常进一步设置采集参数；

所述主控模块还用于采集所述数据存储模块的存储容量，并通过所述GPRS通讯模块将所述存储容量发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述存储容量确定所述数据存储模块是否需要清理内存或进行更换；

所述主控模块还用于采集所述电源管理模块中电池组的电池电量，并通过所述GPRS通讯模块将所述电池电量发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述电池电量确定所述电池组是否需要充电或更换电池；

关键参数设置功能：

所述云端监控平台实现远程设置所有在线节点型地震勘探采集仪器关键参数的功能，同时配置所有节点仪器的采样率、内部增益、滤波参数，点对点配置节点仪器的线号、桩号；

节点仪器自检功能：

所述云端监控平台实现远程控制在线的节点型地震勘探采集仪器自检的功能，并能够实时上传自检结果，便于监控节点型地震勘探采集仪器在野外的指标情况；

所述云端监控平台在设置关键参数后，远程控制节点型地震勘探采集仪器进行仪器自检，并由节点型地震勘探采集仪器回传自检结果数据；云端监控平台根据自检结果数据判断自检结果是否有异常，如有异常及时通知野外现场检查对应仪器；如无异常则控制节点型地震勘探采集仪器开始采集各项数据并回传；

地震数据回传及查看单炮记录功能：

所述云端监控平台在必要时，控制回传指定节点型地震勘探采集仪器的地震数据，并于云端监控平台形成单炮记录以供查看；

所述云端监控平台通过所存储的所有节点型地震勘探采集仪器的状态数据，使大量的监控信息可视化，形成报表和图表，便于相关工作人员分析节点型地震勘探采集仪器当前的使用情况，为下一步的施工安排提供充分的依据；

所述云端监控平台将使用权限分为操作员、工程师、管理者三级权限；操作员进行参数的设置和状态的监控；工程师除操作员权限外，还进行设备的自检、数据的回传和数据分析；管理者进行状态的监控和数据的分析；

所述数传模块包括高速数传驱动电路和数传及充电端口；所述高速数传驱动电路的一端连接所述主控模块，所述高速数传驱动电路的另一端连接所述数传及充电端口；所述数传及充电端口以接触式触点的形式连接外部数据线，利用USB3.0将地震数据下载至电脑存储器中；

所述自检测试模块用于根据所述主控模块的控制测试所述节点型地震勘探采集仪器，并由所述数据处理模块采集测试结果数据并发送至所述主控模块；所述测试结果数据包括所述节点型地震勘探采集仪器的仪器噪音、环境噪音、信号幅度、动态范围、谐波失真，以及所述检波器的自然频率、阻尼、灵敏度；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述测试结果数据发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述测试结果数据确定所述节点型地震勘探采集仪器的自检结果是否正常。

2.根据权利要求1所述的节点地震仪器远程监控系统，其特征在于，所述检波器用于采集地震数据；所述数据处理模块用于对所述地震数据进行数据处理后发送给所述主控模块；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述地震数据发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述地震数据生成炮集记录以供查看。

3.根据权利要求1所述的节点地震仪器远程监控系统，其特征在于，所述定位授时模块包括GPS模块和时钟授时模块；所述GPS模块和所述时钟授时模块分别与所述主控模块连接；

所述GPS模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的位置信息并发送至所述主控模块；所述时钟授时模块用于采集所述节点型地震勘探采集仪器的时间信息并发送至所述主控模块；所述主控模块通过所述GPRS通讯模块将所述位置信息和所述时间信息发送至所述云端监控平台；所述云端监控平台根据所述位置信息生成所述节点型地震勘探采集仪器的施工地图。

4.根据权利要求3所述的节点地震仪器远程监控系统，其特征在于，所述主控模块还用于判断所述位置信息是否超过预设布设范围，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述位置信息超过预设布设范围，则所述主控模块控制所述蜂鸣器进行报警，同时云端监控平台进行相关提示。

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