MTEM勘探系统中交叉站的设计

发布时间：2017-12-10 17:31

  本文关键词：MTEM勘探系统中交叉站的设计

  更多相关文章： 地球物理勘探 多通道瞬变电磁法 交叉站 高速可靠数据传输 分布式管理 低功耗 高信道利用率

【摘要】：地球物理勘探作为研究和探索地球内部结构及资源分布的理论和方法,对于经济发展、城市规划、资源开发等都有着重要意义。多通道瞬变电磁法作为一种建立在电磁感应基础上的时间域电磁探测方法,具有更大的动态范围、更高的分辨率及更广泛的空间覆盖等优点而被广泛应用于：地质矿产、石油、煤炭、工程物探等行业。地球物理勘探系统中采集系统的数据回传是勘探过程的第一步也是数据处理分析成功的前提和保证,采集通道数的拓展,分布的延伸,分辨率的提高及采集次数的增加,对整个采集系统及系统中的交叉站提出了新的要求。本论文分析了国内外现有系统中交叉站的发展现状,其普遍存在站体功耗较高(5.7W),带宽利用率较低(78%)的问题,无法满足地球物理勘探发展变化对于勘探系统提出的新要求。 本论文在以太网物理层的基础上,利用专用硬件接口结合低功耗MCU实现可靠数据传输协议,完成了可在不同物理链路之间进行可靠、可控、高速数据交换的交叉站设计。与传统TCP/RUDP的实现机制不同,传输协议由专用硬件接口实现,同一般的纯软件实现可靠数据传输方案相比,在CPU主频和功耗相当的情况下该设计具有更高的数据率,本交叉站同时具备对采集系统进行分布式管理的能力。经过测试交叉站具有数据传输可靠,功耗低等优点,其中千兆链路和百兆链路带宽利用率均在99.9%以上,站体正常工作功耗约3.5W。文章主要分为五章： 第一章为绪论,在介绍地球物理勘探方法的基础上,阐明了多通道瞬变电磁法勘探技术的主要内容和特点。以地球物理勘探数据传输系统为主体,介绍了数据采集系统的一般性构成。在数据采集系统的背景下,描绘了交叉站所处的拓扑结构及本身的硬件接口构成。 第二章为交叉站设计背景及实现基础,从当前地球物理勘探设备中交叉站现状出发,分析了数据采集系统对于交叉站的要求,列举了高速数据传输协议的部分内容,作为高速可靠数据传输和分布式系统管理的实现基础。 第三章阐明了交叉站设计和实现的具体方法,主要包括交叉站硬件平台及结构、通信接口及协议的硬件实现和分布式管理的软件实现。 第四章为交叉站性能测试部分,首先阐述了数据源的设计和实现,分析和测试了交叉站数据率、命令响应的速度和效率以及系统功耗等内容。 最后是整篇论文的总结与展望,总结了交叉站设计和实现过程中的主要工作以及下一步需要完善的内容。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH763.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李貅;薛国强;郭文波;;瞬变电磁法拟地震成像研究进展[J];地球物理学进展;2007年03期

2 薛国强;李貅;底青云;;瞬变电磁法理论与应用研究进展[J];地球物理学进展;2007年04期

3 梁柱华,顾新;嵌入式Linux实时性的研究[J];电子科技;2005年11期

4 张文沛;彭先蓉;徐勇;;基于SOPC的千兆以太网数据传输设计[J];仪器仪表用户;2010年03期

5 王继刚;顾国昌;徐立峰;王陈;;可靠UDP数据传输协议的研究与设计[J];计算机工程与应用;2006年15期

6 陈辉;陈虎;奚建清;;嵌入式系统TCP/IP协议性能测试与分析[J];计算机工程;2007年21期

7 罗福龙;;地震数据采集系统综述和展望[J];中国石油勘探;2007年02期

8 王文良;SERCEL 408UL新型遥测地震仪的特点[J];石油仪器;2000年05期

9 饶兰冰;;嵌入式Linux在新型仪器交叉站中的应用[J];物探装备;2009年S1期

10 陈载林;黄临平;陈玉梁;;我国瞬变电磁法应用综述[J];铀矿地质;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 马毅超;大规模陆上地震仪器中高速可靠数据传输方法的研究[D];中国科学技术大学;2011年

2 谢明璞;大规模陆上地震仪器结构设计的关键技术[D];中国科学技术大学;2009年

3 王兵;高分辨地震勘探仪器设计研究[D];中国科学技术大学;2008年

，

本文编号：1275352