当前位置: 首页 > 专利查询>天津大学专利>正文

高速远距离海洋地震数据传输系统技术方案

技术编号:14521159 阅读:97 留言:0更新日期:2017-02-02 00:04
本发明专利技术涉及海洋地震拖缆勘探,为提供一种高速远距离海洋地震数据传输系统。本发明专利技术所采用的技术方案是:高速远距离海洋地震数据传输系统,由船上系统、命令通道、同步通道、数据通道、数字包1‑N以及中继器6组成;命令传输采用总线型传输模式,命令信号传输到各级数字包后分两路:一路不经过任何处理直接下传下级数字包,另外一路则进行本地解析,各级数字包上设有一个中继器;当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的。本发明专利技术主要应用于海洋地震拖缆勘探场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋地震拖缆勘探系统,特别是高速远距离海洋地震数据传输系统。
技术介绍
海洋地震拖缆勘探系统主要由声源系统、水下的拖缆数据采集系统、传输系统以及船上(室内)数据处理与控制系统组成。其中,传输系统是整个水下拖缆系统的核心,关系着整个系统能否正常工作,它将分布的水听器及采集系统联合起来形成一个整体的系统,主要负责海洋地震勘探系统中的命令解析及传输、数据成帧及传输还有同步信号的传输。传输系统的主要功能如下:接收上位机下传的命令并解析以执行相应的功能;接收本地地震数据并按协议打包成帧上传至前级传输板,同时将后级传输板上传的数据进行缓存并上传至前级传输板。数据上传至头端后由湿端接口模块转换成光信号经光纤上传至船上系统。水下拖缆系统采用分层次的架构设计,采集系统负责将模拟的地震信号转换为数字信号上传给传输系统,而传输系统则负责将数字信号传输至上位机系统,这种数字的方式彻底改变了用长电缆传输模拟信号的模式,使大规模的海洋地震勘探成为可能,但是随着海洋地震勘探需求的增大及性能的不断提升,水下拖缆系统的道数也在不断的增加,当道数增加到一定程度以后,在拖缆靠近主机的部分其数据率会相当大,这就涉及高速率远距离数据稳定传输的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,提供一种高速远距离海洋地震数据传输系统。本专利技术所采用的技术方案是:高速远距离海洋地震数据传输系统,由船上系统、命令通道、同步通道、数据通道、数字包1-N以及中继器6组成;船上系统,用于完成水下地震数据的接收、系统工作命令的下发以及地震数据的存储、处理及显示;命令通道,用于将船上系统的工作命令逐级下传至各数字包;同步通道,用于将船上系统产生的同步时钟逐级下传至各数字包;数据通道,用于将数字包采集到的数据逐级上传至船上系统;数字包1-N,用于采集海洋地震信号,并将其转换为数字信号,最终逐级上传至船上系统;中继器6,用于实现下行命令与同步时钟的接收及转发;命令传输采用总线型传输模式,命令信号传输到各级数字包后分两路:一路不经过任何处理直接下传下级数字包,另外一路则进行本地解析,各级数字包上设有一个中继器;当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的。数字包是由命令RS485模块、同步RS485模块、FPGA、晶振、复位模块、配置电路、接收LVDS模块、采集系统、发送LVDS模块、电源构成,命令RS485模块,用于接收上级数字包下传的命令,并将其转发至本地FPGA及下级数字包;同步RS485模块,用于接收上级数字包下传的同步时钟,并将其转发至本地FPGA、采集系统以及下级数字包;FPGA,用于对接收并识别命令与同步时钟,同时负责接收本地采集系统上传的数据,以及下级数字包上传的数据,待数据接收完成后,将其统一上传至上级数字包,同时对本地采集系统进行控制;晶振,用于提供FPGA11所需要的主时钟;复位模块,用于对传输系统进行复位;配置电路,用于初始化传输系统的FPGA;接收LVDS模块,采用LVDS传输方式接收下级数字包上传的高速数据;采集系统,用于采集海洋地震信号并将其转换为数字信号进行上传;发送LVDS模块,采用LVDS传输方式发送传输系统的高速数据;电源18,向本专利技术中的传输系统供电。本专利技术的特点及有益效果是:本专利技术采用一种串行并发的流水线的方式,当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的,这样的方式大大提高了数据传输的效率。附图说明:图1是本专利技术中的海洋地震拖缆勘探系统拓扑结构图;图2是本专利技术中的传输系统硬件框图;图中1:船上系统;2:命令通道;3:同步通道;4:数据通道;5:数字包1;6:中继器;7:数字包2;8:数字包N;9:命令RS485;10:同步RS485;11:FPGA;12:晶振;13:复位;14:配置电路;15:接收LVDS;16:采集系统;17:发送LVDS;18:电源。具体实施方式本专利技术中的高速远距离海洋地震数据传输系统采用流水线的分段式传输方式,减小了相互之间传输的最大距离,从而更容易实现高速率的数据传输,有效地保证了数字包工作的稳定性;同时,数据通道选用LVDS传输来实现,LVDS传输距离有限的问题通过预加重和均衡技术来解决,命令和同步通道由于其数据率较低,所以采用RS-485总线传输,其中传输介质均采用6类非屏蔽双绞线对。下面结合附图和具体实施例对本专利技术的高速远距离海洋地震数据传输系统做出详细说明。如图1所示,本专利技术中的海洋地震拖缆勘探系统由船上系统1、命令通道2、同步通道3、数据通道4、数字包1-N(对应图中5、7、8)以及中继器6组成。船上系统1,主要用于完成水下地震数据的接收、系统工作命令的下发以及地震数据的存储、处理及显示等功能,主要由PCI接口的数据采集子系统和上位机显示与控制子系统构成。命令通道2,用于将船上系统的工作命令逐级下传至各数字包。同步通道3,用于将船上系统产生的同步时钟逐级下传至各数字包。数据通道4,用于将数字包采集到的数据逐级上传至船上系统1。数字包1-N,用于采集海洋地震信号,并将其转换为数字信号,最终逐级上传至船上系统。中继器6,用于实现下行命令与同步时钟的接收及转发等。具体实施过程为:首先,本专利技术中命令通道与数据通道的传输性质是不同的,传输的目标和数据率也不同,所以两个通道的传输模式也不同。命令通道上传输的命令信号数据量较小,并且不是连续传输的,命令通道传输的主要指标是传输的实时性和同步性,应该尽量减小命令信号传输的延迟。因此,命令传输采用总线型传输模式,命令信号传输到各级数字包后分两路:一路不经过任何处理直接下传下级数字包,另外一路则进行本地解析,另外为了增大命令信号的传输距离,在各级数字包上增加一个中继器,这样既减小了传输延迟,又增大了传输的距离。数据通道上传输的数据信号是从各级数字包传输系统同时发起的,故传输数据量很大,本专利技术采用一种串行并发的流水线的方式,当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的,这样的方式大大提高了数据传输的效率。如图2所示,本专利技术中的高速远距离海洋地震数据传输系统由命令RS485模块9、同步RS485模块10、FPGA11、晶振12、复位模块13、配置电路14、接收LVDS模块15、采集系统16、发送LVDS模块17、电源18。命令RS485模块9,用于接收上级数字包下传的命令,并将其转发至本地FPGA及下级数字包;同步RS485模块10,用于接收上级数字包下传的同步时钟,并将其转发至本地FPGA、采集系统以及下级数字包;FPGA11,用于对接收并识别命令与同步时钟,同时负责接收本地采集系统上传的数据,以及下级数字包上传的数据,待数据接收完成后,将其统一上传至上级数字包,同时对本地采集系统进行控制;晶振12,用于提供FPGA11所需要的主时钟;复位模块13,用于对传输系统进行复位;配置电路14,用于初始化传输系统的FPGA;接收LVDS模块15,采用LVDS传输方式接收下级数字包上传的高速数据;采集系统16,用于采集海洋地震信号并将其转换为数字信号进行上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速远距离海洋地震数据传输系统,其特征是,由船上系统、命令通道、同步通道、数据通道、数字包1‑N以及中继器6组成;船上系统,用于完成水下地震数据的接收、系统工作命令的下发以及地震数据的存储、处理及显示;命令通道,用于将船上系统的工作命令逐级下传至各数字包;同步通道,用于将船上系统产生的同步时钟逐级下传至各数字包;数据通道,用于将数字包采集到的数据逐级上传至船上系统;数字包1‑N,用于采集海洋地震信号,并将其转换为数字信号,最终逐级上传至船上系统;中继器6,用于实现下行命令与同步时钟的接收及转发;命令传输采用总线型传输模式,命令信号传输到各级数字包后分两路:一路不经过任何处理直接下传下级数字包,另外一路则进行本地解析,各级数字包上设有一个中继器;当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的。

【技术特征摘要】
1.一种高速远距离海洋地震数据传输系统,其特征是,由船上系统、命令通道、同步通道、数据通道、数字包1-N以及中继器6组成;船上系统,用于完成水下地震数据的接收、系统工作命令的下发以及地震数据的存储、处理及显示;命令通道,用于将船上系统的工作命令逐级下传至各数字包;同步通道,用于将船上系统产生的同步时钟逐级下传至各数字包;数据通道,用于将数字包采集到的数据逐级上传至船上系统;数字包1-N,用于采集海洋地震信号,并将其转换为数字信号,最终逐级上传至船上系统;中继器6,用于实现下行命令与同步时钟的接收及转发;命令传输采用总线型传输模式,命令信号传输到各级数字包后分两路:一路不经过任何处理直接下传下级数字包,另外一路则进行本地解析,各级数字包上设有一个中继器;当数据准备完毕之后,各级数字包的本地数据立即开始向前级数字包上传,这样从整个数据通道来说,数据是分段并发传输的。2.如权利要求1所述的高速远距离海洋地震数据传输系统,其特征是,数字包是...

【专利技术属性】
技术研发人员:段发阶李彦超蒋佳佳袁文澹王宪全马世雄邓澈袁建富薛俊
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津;12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1