基於zigbee無線自組網的地震波採集裝置製造方法
2023-05-26 18:12:56 1
基於zigbee無線自組網的地震波採集裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型為一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，它包括控制終端，以及至少兩個用於採集地震波的地震採集器，所述每個地震採集器採集的地震波信號通過基於ZIGBEE技術的無線網關傳送給控制終端。本實用新型結構簡單，省去了布線的繁瑣，同時地震採集器能夠在控制終端的遠程控制下進行實時勘測。本實用新型適於地球內部結構研究、工程勘探和檢測、地質災害預測等領域，用於對地震波進行檢測。
【專利說明】基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於地震波採集領域，尤其涉及無線自組網的地震波採集，具體地說是一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置。
【背景技術】
[0002]目前，地震勘探廣泛用於研究地球內部結構、工程勘探和檢測、地質災害預測方面，尤其是地震勘探法是在陸地和海洋勘探石油和天然氣的主要手段，同時也是其它礦產資源勘探的重要勘探方法。現有技術中對地震波的採集一般採用有線地震儀，這類地震儀在野外實際應用中佔有主導地位，佔據世界地震儀市場的絕大部分份額，但是有線地震儀存在以下的缺點:當勘察地形為山地結構時，由於地表條件複雜，尤其是遇到懸崖峭壁的地形時，此類地形給有線地震儀系統勘查布線提出了巨大挑戰。
[0003]為了解決上述的問題，人們開始研製無線地震儀，目前使用的無線地震儀多數是基於802.11協議的無線通信方式，該種通信方式的弊端在於，如果某個採集器出現故障，各個地震採集器之間就無法實現自組網，無法勝任工程勘測對實時性的要求。
實用新型內容
[0004]為了解決上述的問題，本實用新型提供了一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，無需繁瑣的布線，能夠適應多種地形需求，同時該無線地震波採集裝置各個地震採集器之間可以進行信息通信，且數據傳輸的帶寬也能滿足實時勘測的要求。
[0005]為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案如下:
[0006]一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，包括控制終端，以及至少兩個用於採集地震波的地震採集器，所述每個地震採集器採集的地震波信號通過基於ZIGBEE技術的無線網關傳送給控制終端。
[0007]作為對無線網關的限定:所述無線網關採用ZIGBEE技術與GSM技術混合的無線網絡，或採用ZIGBEE技術與3G技術混合的無線網絡。
[0008]作為對地震採集器的限定:所述地震採集器包括作為控制中心的主控單元、用於對地震波信號進行數據採集的地震波傳感器，所述地震波傳感器的信號輸出端通過用於對地震波信號進行濾波放大處理的信號處理單元連接主控單元的信號輸入端，所述主控單元的信號輸出端通過無線組網通信單元連接外部的無線網關；
[0009]所述地震採集器還包括為各個單元供電的電源單元，所述電源單元分別連接信號處理單元、主控單元，以及無線組網通信單元。
[0010]作為對地震採集器的進一步限定:所述每個地震採集器通過自身的無線組網通信單元與其他的地震採集器相連接。
[0011]作為對地震採集器的另一種進一步限定:所述電源單元與主控單元之間設有受控制終端控制而實現對地震採集器工作進行遠程控制的GPS授時單元。
[0012]作為對地震採集器的更進一步限定:所述信號處理單元包括用於對採集的模擬信號進行濾波處理的濾波模塊，所述濾波模塊的信號輸出端連接用於對模塊信號進行放大的浮點放大模塊的信號輸入端，所述浮點放大模塊的信號輸出端通過用於將模擬信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊連接主控單元。
[0013]由於採用了以上技術方案，本實用新型可以達到如下的技術效果:
[0014](I)本實用新型的地震採集器通過無線網關與控制終端相連接，省去了布線的繁瑣，能適用到任意地形的地震波採集，同時無線網關是基於ZIGBEE技術的無線網關，其帶寬範圍寬，數據傳輸快；
[0015](2)無線網關採用ZIGBEE技術與GSM技術的混合技術，或者採用ZIGBEE技術與3G技術的混合技術，令無線網關的結構更加簡單，實現起來更加容易；
[0016](3)地震採集器設有無線組網通信單元，不僅實現了通過無線網關與控制終端的通信，同時實現了各個地震採集器之間的通信，保證信息的完整；
[0017](4)地震採集器還設有GPS授時單元，其可以在控制終端的遠程控制下，在任意時刻同時開啟地震採集器進行信息採集，實現了地震採集器勘測的準確性及實時性。
[0018]綜上所述，本實用新型結構簡單，省去了布線的繁瑣，同時地震採集器能夠在控制終端的遠程控制下進行實時勘測。
[0019]本實用新型適於地球內部結構研究、工程勘探和檢測、地質災害預測等領域，用於對地震波進行檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例的原理框圖；
[0021]圖2是本實用新型實施例中地震採集器的原理框圖。
[0022]圖中:1 一主控單元，2—地震波傳感器，3—信號處理單元，31—濾波模塊，32—浮點放大模塊，33—A/D轉換模塊，4一無線組網通信單元，5—電源單元，6 — GPS授時單元。
【具體實施方式】
[0023]實施例一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置
[0024]本實施例提供了一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其結構參考圖1，它包括:
[0025](I)控制終端，本實施例中採用現有技術中的PC機作為控制終端，在PC機內存儲有各類處理信息的程序、比對程序、分析程序，同時存儲有控制程序，這些程序均是現有技術中信息檢測領域常用的程序。
[0026](2)無線網關，作為信息傳送的網絡，可以將外部的信息傳送至控制終端，同時可以將控制終端發出的控制信息傳送出去。本實施例中採用基於ZIGBEE技術的無線網關，為了實現方便，採用ZIGBEE技術與GSM技術的混合的外接無線網，也可以採用ZIGBEE技術與3G技術混合的外接無線網。
[0027](3)地震採集器，用於採集地震波的信息，並將採集的地震波信息處理後通過無線網關傳送至控制終端，同時通過無線網關接受控制終端的控制。本實施例中的地震採集器包括:[0028]①主控單元1，作為整個地震採集器的控制中心，本實施例中採用現有技術中的嵌入式控制晶片STM32F103RBT6作為主控單元。
[0029]②地震波傳感器2，用於對地震波信號進行數據採集，本實施例中採用現有技術中的8340型地震傳感器的地震波採集器。
[0030]③信號處理單元3，用於對地震波傳感器採集到的信號進行濾波放大處理，並將處理後信息傳送給與其信號輸出端相連的主控單元。本實施例中的信號處理單元採用現有技術中常見的信號處理單元，包括用於對採集的模擬信號進行濾波處理的濾波模塊31、用於對模擬信號進行放大的浮點放大模塊32，以及用於將模擬信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊33，其中濾波模塊31的信號輸入端接收地震波傳感器2採集的模擬信息，其信號輸出端連接浮點放大模塊32的信號輸入端，浮點放大模塊32的信號輸出端通過A/D轉換模塊33連接主控單元I。
[0031]④無線組網通信單元4，用於主控單元I與外部的無線網關之間進行通信，即可以接收由無線網關發出的控制終端的控制命令，同時可以將主控單元處理後的地震波信息傳送至無線網關，進而傳送至控制終端。為了結構簡單，本實施例採用現有技術中的CC2530晶片構成的通信電路作為無線組網通信單元4。
[0032]⑤電源單元5，分別連接信號處理單元3、主控單元1，以及無線組網通信單元4，用於為上述各個單元供電。本實施例中採用現有技術中的3.7V電源模塊作為電源單元5。
[0033]⑥GPS授時單元6，設於電源單元5與主控單元I之間，通過接受控制終端的控制而實現控制終端對地震採集器工作進行遠程控制。
[0034]此外，為了完成對不同地點的地震波進行採集，保證採集信息的準確性，本實施中設置有第一地震採集器、第二地震採集器、第三地震採集器……第N地震採集器，且每個地震採集器的結構均相同，均為上面所述的結構，且每個地震採集器之間均可以通過自身設置的無線組網通信單元與其他的地震採集器進行通信。
[0035]本實施例的具體工作原理為:控制終端發出控制命令，該控制命令通過無線網關傳送給每個地震採集器的無線組網通信單元4，無線自組網通信單元4傳給主控單元1，主控單元I接收到命令後可以控制相應的地震採集器中的地震波傳感器2開始工作，地震波傳感器2工作時採集到地震波模擬信號，該模擬信號經過信號處理單元3進行濾波、放大、A/D轉換的處理後傳送至主控單元1，主控單元I再通過無線組網通信單元4、無線網關最終傳送至控制終端，控制終端最終對信息進行分析。同時由於每個地震採集器均設置有GPS授時單元6，所述GPS授時單元6受控制終端的控制，因此如果需要同時開啟一部分地震採集器時，可以通過控制終端遠程控制GPS授時單元6，只有收到開啟GPS授時單元6命令的主控單元才可以同時控制地震波傳感器進行工作，節省資源，也方便對數據進行選擇性檢測。
【權利要求】
1.一種基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:它包括控制終端，以及至少兩個用於採集地震波的地震採集器，每個地震採集器採集的地震波信號通過基於ZIGBEE技術的無線網關傳送給控制終端。
2.根據權利要求1所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述無線網關採用ZIGBEE技術與GSM/3G技術混合的無線網絡。
3.根據權利要求1或2所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述地震採集器包括作為控制中心的主控單元、用於對地震波信號進行數據採集的地震波傳感器，所述地震波傳感器的信號輸出端通過用於對地震波信號進行濾波放大處理的信號處理單元連接主控單元的信號輸入端，所述主控單元的信號輸出端通過無線組網通信單元連接外部的無線網關； 所述地震採集器還包括為各個單元供電的電源單元，所述電源單元分別連接信號處理單元、主控單元，以及無線組網通信單元。
4.根據權利要求3所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述每個地震採集器通過自身的無線組網通信單元與其他的地震採集器相連接。
5.根據權利要求3所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述電源單元與主控單元之間設有受控制終端控制而實現對地震採集器工作進行遠程控制的GPS授時單元。
6.根據權利要求4所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述電源單元與主控單元之間設有受控制終端控制而實現對地震採集器工作進行遠程控制的GPS授時單元。
7.根據權利要求3所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述信號處理單元包括用於對採集的模擬信號進行濾波處理的濾波模塊，所述濾波模塊的信號輸出端連接用於對模塊信號進行放大的浮點放大模塊的信號輸入端，所述浮點放大模塊的信號輸出端通過用於將模擬信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊連接主控單元。
8.根據權利要求4至6中任意一項所述的基於ZIGBEE無線自組網的地震波採集裝置，其特徵在於:所述信號處理單元包括用於對採集的模擬信號進行濾波處理的濾波模塊，所述濾波模塊的信號輸出端連接用於對模塊信號進行放大的浮點放大模塊的信號輸入端，所述浮點放大模塊的信號輸出端通過用於將模擬信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊連接主控單元。
【文檔編號】G08C17/02GK203590467SQ201320789830
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】李明亮 申請人:石家莊經濟學院