CN203551796U - 三维电阻率数据测量网络系统 - Google Patents

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曾正军
汤洪志
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徐哈宁
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龚育龄
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Abstract

一种三维电阻率数据测量网络系统，主控机的共享式数据采集器分布到地里位置不同的行，根据测量范围每行布置数据采集装置，每个数据采集装置连接１６个电极切换装置,所有数据采集装置通过CAN总线和主控机组成一级CAN总线网络，一个数据采集装置通过CAN总线与连接的１６个电极切换装置组成二级CAN总线网络。本实用新型通CAN总线网络和芯片技术完成数据的同时并行采集，主机发送采集命令后，所有测量点的数据保持同步同时采集；三维电阻率数据的采集时，每个测量数据在测量范围内的位置，测量前完成数据采集装置的自动编址和定位以及电极切换装置的自动编址和定位，它具有采集速度快、性能稳定、易维护的特点。

Description

三维电阻率数据测量网络系统
技术领域
本实用新型属于地球物理勘探技术领域，是应用于资源与环境勘探技术领域中的直流电法勘探技术，涉及一种三维电阻率数据测量网络系统。
背景技术
电法勘探的研究工作始于十九世纪初。随着科学的发展和找矿的需要，电法勘探理论和仪器日臻完善。进入本世纪初，随着大规模集成电路的应用和计算速度的进一步提高，电法勘探已开始向三维方向发展，高密度电法仪已从第一代发展到第四代。由于不管是目前的串行测量方式还是并行测量方式，都采用了RS485总线进行控制和数据传输，其最长距离只有1200米范围，数据传输速度较慢，并且数据转换装置为共享模式，只能进行串行采集数据和转换。
实用新型内容
本实用新型的目的就提供一种采集速度快、性能稳定、易维护的三维电阻率数据测量网络系统。
本实用新型的三维电阻率数据测量网络系统，包括主控机、供电装置、数据采集装置、电极切换装置、电缆，其特点是，主控机的共享式数据采集器分布到地里位置不同的行，根据测量范围每行布置一个或多个数据采集装置，每个数据采集装置连接１６个电极切换装置,数据采集装置采用Cortex M3 -LPC1788微控制器和2个ADS1278数模转换器，完成对16个电极并行数据采集， ADS1278数模转换器内部是包含8个并行的24位数模转换器，这样可以节省系统成本，减少系统的复杂度，所有数据采集装置通过CAN总线和主控机组成一级CAN总线网络，一个数据采集装置通过CAN总线与连接的１６个电极切换装置(4)组成二级CAN总线网络，主控机通过CAN总线和供电装置组成一个CAN网络。
本实用新型的三维电阻率数据测量网络系统编址方法是，数据采集装置和电极切换装置在开始编址时都是通过串行方式，由近到远的顺序逐个进行编址和定位，通过选通输出和选通输入有效和无效，对装置进行编址和定位，所述方法包括下述步骤：
步骤A：主控机、数据采集装置和电极切换装置上电，主控机选通输出信号设置为有效，数据采集装置和电极切换装置的选通输出信号设置为无效；
步骤B：主控机设定数据采集装置的数量，电极切换装置的数量，发送编址命令；
步骤C：主控机的选通输出有效，使得与它相连的第一级数据采集装置的选通输入有效，执行编址命令，对第一级数据采集装置进行编址；
步骤D：第一级数据采集装置编址完毕后，地址编址标志赋值为1，表示编址完成，对收到的编址命令帧进行处理，把编址命令帧的数据采集装置的数量减1，地址序号加1，组装成一个新的数据帧，使选通输出有效，与它相连的第二级数据采集装置的选通输入有效，发送新的数据帧给数据采集装置，只有选通输入有效和地址编址标志值为0的装置才能执行编址命令帧，完成编址；
步骤E：按照步骤D的方式逐个对数据采集装置进行编址，直到数据采集装置的数量为0时，表示所有的数据采集装置编址完毕，发送确认帧给主控机；
步骤F：主控机收到数据采集装置编址完毕的确认信息后，向所有的数据采集装置发出对电极切换装置的编址命令帧；
步骤G：每个数据采集装置收到对电极切换装置的编址命令帧后，使与自己相连的电缆的选通输出有效，使行第一级的电极切换装置的选通输入有效，数据采集装置发送编址命令帧给电极切换装置，第一级的电极切换装置响应编址命令帧，完成编址；
步骤H：电极切换装置 完成编址后，把编址命令帧的电极切换装置的数量减1，地址序号加1，组装成一个新的数据帧，使选通输出有效，与它相连的下一级电极切换装置的选通输入有效，发送新的数据帧给电极切换装置，与它相连的下一级电极切换装置响应编址命令帧，完成编址；
步骤I：按照步骤H的方式逐个对电极切换装置进行编址，直到电极切换装置的数量为0时，表示所有的电极切换装置编址完毕，发送确认帧给数据采集装置；
步骤J：数据采集装置收到电极切换装置编址完毕确认帧后，向主控机发送电极切换装置编址完毕确认帧。
本实用新型的三维电阻率数据测量网络系统，通CAN总线网络和芯片技术完成数据的同时并行采集，主机发送采集命令后，所有测量点的数据保持同步同时采集；三维电阻率数据的采集时，必须知道供电电极的位置，每个测量数据在测量范围内的位置，测量前完成数据采集装置的自动编址和定位以及电极切换装置的自动编址和定位，它具有采集速度快、性能稳定、易维护的特点。
附图说明
图1是本实用新型的三维电阻率数据测量网络系统的系统结构图；
图2是本实用新型三维电阻率数据测量网络系统中数据采集装置原理图；
图3是本实用新型三维电阻率数据测量网络系统中电极切换装置自动编址的原理图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的三维电阻率数据测量网络系统，包括主控机1、数据采集装置3、电极切换装置4、供电装置2、电缆，根据探测要求布置好测量点，建立好坐标，然后布置装置，每16个电极为一组按设置好的间距布置在一行上，每个电极与一个电极切换装置4相连，16个电极切换装置4通过电缆7连接，每16个电极切换装置4为一组，每一组的开始布置一个数据采集装置3，数据采集装置3通过电缆6串行连接，把主控机布置在坐标原点位置与第一行的开始一个数据采集装置3通过电缆6连接，主控机通过电缆5连接供电装置2。
图2所示，一种三维电阻率数据测量的网络系统的数据采集装置3的自动编址方法，具体实施步骤如下：
步骤1：主控机1、数据采集装置3和电极切换装置4上电，主控机1选通输出信号设置为有效，数据采集装置3和电极切换装置4的选通输出信号设置为无效；
步骤2：主控机1设定数据采集装置3的数量，电极切换装置4的数量，发送编址命令；
步骤3：主控机1的选通输出有效，使得与它相连的第一级数据采集装置3的选通输入有效，执行编址命令，对第一级数据采集装置3进行编址；
步骤4：第一级数据采集装置3编址完毕后，地址编址标志赋值为1，表示编址完成，对收到的编址命令帧进行处理，把编址命令帧的数据采集装置3的数量减1，地址序号加1，组装成一个新的数据帧，使选通输出有效，与它相连的第二级数据采集装置3的选通输入有效，发送新的数据帧给数据采集装置3，只有选通输入有效和地址编址标志值为0的装置才能执行编址命令帧，完成编址；
步骤5：按照步骤4的方式逐个对数据采集装置3进行编址，直到数据采集装置3的数量为0时，表示所有的数据采集装置3编址完毕，发送确认帧给主控机1；
步骤6：主控机1收到数据采集装置3编址完毕的确认信息后，向所有的数据采集装置3发出对电极切换装置4的编址命令帧。
图3所示，一种三维电阻率数据测量的网络系统的电极切换装置4编址方法，具体实施步骤如下：
步骤1：每个数据采集装置3收到对电极切换装置4的编址命令帧后，使与自己相连的电缆7的选通输出有效，也就使行第一级的电极切换装置4的选通输入有效，数据采集装置3发送编址命令帧给电极切换装置4，第一级的电极切换装置4响应编址命令帧，完成编址；
步骤2：电极切换装置4完成编址后，把编址命令帧的电极切换装置4的数量减1，地址序号加1，组装成一个新的数据帧，使选通输出有效，与它相连的下一级电极切换装置4的选通输入有效，发送新的数据帧给电极切换装置4，与它相连的下一级电极切换装置4响应编址命令帧，完成编址；
步骤3：按照步骤2的方式逐个对电极切换装置4进行编址，直到电极切换装置4的数量为0时，表示所有的电极切换装置4编址完毕，发送确认帧给数据采集装置3；
步骤4：数据采集装置3收到电极切换装置4编址完毕确认帧后，向主控机1发送电极切换装置4 编址完毕确认帧。
系统完成了数据采集装置3和电极切换装置4编址后，主控机设置好测量参数，发出测量命令，开始测量。

Claims (1)

1. 一种三维电阻率数据测量网络系统，包括主控机（1）、供电装置（2）、数据采集装置（3）、电极切换装置（4）和电缆，其特征在于：主控机（1）的共享式数据采集器分布到地里位置不同的行，根据测量范围每行布置一个或多个数据采集装置（3），每个数据采集装置（3）连接１６个电极切换装置(4),数据采集装置（3）完成对16个电极并行数据采集，所有数据采集装置（3）通过CAN总线和主控机（1）组成一级CAN总线网络，一个数据采集装置（3）通过CAN总线与连接的１６个电极切换装置(4)组成二级CAN总线网络，主控机（1）通过CAN总线和供电装置（2）组成一个CAN网络。
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CN104360397A (zh) * 2014-12-09 2015-02-18 重庆地质仪器厂 一种三维电阻率成像系统的自动编码方法
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