地震参数计算及数据传输方案设计

地震参数计算及数据传输方案设计

一、地震参数计算与数据传输程序设计(论文文献综述)

王倩倩[1](2021)在《增量总和调制技术在数字输出传感器中的初步研究》文中研究表明地震学本质上是一门观测的科学。地震观测为人们记录、分析和研究地球内部结构、确定不同震源模型下的运动学和动力学参数等方面的研究提供连续、可靠和完整的基础数据。进行地震观测需要有观测台站以及各种地震仪器的支持。目前我国已经建立了完备的数字地震观测系统,但是受到地表影响比较大,采用井下观测方式是躲开地表各类干扰、提高地震监测能力的有效途径,也是直接在地下深处测量应力应变的重要手段,提高观测地震数据质量的有效途径。井下综合观测系统将多个传感器组合在一起,监测信号多且复杂。如果仅将传感器置于井下,将面临大量的模拟信号需要从井下传输到地表,实施难度随信号线数量的增加而迅速增加,需要克服面临信号串扰等技术问题。为解决该问题,常采用分布式数据采集器,即将模拟数字转换功能与观测传感器紧密结合,针对传感器输出信号的特点适配模拟数字转换电路,将传感器与数据采集器进行固定搭配集成,从而提高观测系统的整体性能。本文深入研究了增量总和调制技术,该技术是由积分器、模数转换芯片和数模转换芯片构成的反馈环,并在反馈环外配置低通数字抽取滤波器。集成了过采样、量化噪声整型、数字低通抽取滤波器三种核心技术。本文提出将数字输出传感器中的放大器、相敏检波器放置在增量总和反馈环中,形成一个大的反馈环路的设计方法,该方法不仅保留了增量总和调制技术的三种特点,还有利于抑制相敏检波和前置放大器产生的测量误差,提高整个数字化测量系统的精度和稳定性。针对设计方法,论文从模型推导、模拟仿真和实验测试三个方面开展了工作。论文在增量总和调制技术的基础上,将微位移测量传感器的解调电路应用到增量总和调制环路内部,以抑制放大及解调电路的误差,提高环路的整体性能;论文针对前置放大器和相敏检波器置于增量总和调制反馈环内的电路模型进行了理论分析和仿真计算,研究了反馈环路对误差的抑制作用及对测量量程等参数的影响;根据电路模型,设计制作了电路板,编写控制软件和数字滤波抽取等软件,并在实验电路上进行了测试和实验,达到了预期研究目标。

李昊[2](2021)在《城市地下空间浅层地震采集系统的研制》文中研究指明伴随着城市经济飞速发展和人口的大量涌入,城市地下空间探测经验的欠缺和城市管理水平不足的问题凸显,一些城市相继发生了地铁路面塌陷、工程管道线路泄露爆炸、地下空间积水和内涝等事件,给城市的发展和人民群众的安全问题敲响了警钟。为了有效、充分和安全的进行城市地下空间开发,高效准确的探测工作是城市地下空间安全开发的先决条件,浅层地震勘探技术通过分析采集的数据来确定不同地层的分界线和具体厚度、所探测区域地下空间的具体形状、地层的构造类型等信息,有利于帮助本系统安全准确的确定适宜开发城市地下建筑物的具体深度和位置区域等信息。本文从城市地下空间浅层地震勘探技术方面展开研究,以地震波反射法作为理论基础,针对现有城市地下空间浅层地震采集系统的噪声大、功耗高、实时传输不稳定、动态范围较小和施工繁杂等问题,提出了一种切实有效的设计方案。首先针对噪声过大的问题,通过设计前端调理电路、防浪涌二极管、小波纹电源芯片及高精度和低噪声的模-数采集芯片;为了满足长时间野外工作和避免频繁更换电池,本文通过硬件层面、驱动层面和系统层面进行优化改进不必要的损耗,硬件层面主要是选择低静态电流和高效率的电源芯片、优化原理图电路和电路板布局等,驱动层面是根据实际需要来选择采集芯片AD7768、测试芯片AD9837等器件的具体工作模式,系统层面是在Free RTOS(Free Real Time Operating System)嵌入式操作系统里应用Tickless低功耗机制;针对现有实时传输速率较慢的问题,本系统通过双网口以太网收发器进行接力式数据传输;针对传统城市地下空间浅层地震勘探动态范围不足的问题,设计了宽频带、大动态范围、高信噪比的硬件系统;针对目前严苛的城市施工环境,本文设计了集小型、轻便、易携带、防尘防水等优点的金属仪器外壳。考虑到上述要求,本文研究内容主要包括整体硬件电路的设计、下位机系统移植和程序开发、FPGA(Field Programmable Gate Array)的逻辑设计和数据交互程序设计,达到了系统采集功能测试、数据采集、存储和传输等目标。最后,完成了城市地下空间浅层地震数据采集系统样机并对该样机进行性能指标测试和锤击震源实验。测试的结果达到了预期的设计目标,仪器工作正常,并且各个模块之间和上下位机之间的通信稳定可靠。

魏文涵[3](2021)在《基于振动唤醒的燃气地震开关嵌入式系统设计》文中提出随着我国经济建设的飞速发展以及城市化进程的迅速推进,截止至2020年我国燃气管网总里程已接近十万公里。我国50%的国土面积位于Ⅶ度以上地震高烈度区域,包括23个省会城市和三分之二的百万人口以上的城市,城市附近若发生一次大地震就会给人类带来巨大的财产损失和重大的人员伤亡。长久以来,我国对于燃气管道工程抗震性能方面的研究已经日趋成熟,而对于地震发生后的紧急处置装置的研究仍有提升空间。目前,我国内陆使用的燃气地震阀门以工力所研制全机械式地震触发阀门为主,同时在国内几个城市设置了多个试运行的小区,在多次地震事件中能够正常关断燃气阀门,运行良好。但是,从中也反映出全机械式地震触发阀门的一些不足,比如体积过大安装维护较为麻烦,缺乏数据采集系统不便于震后数据分析评估等等。因此,本文设计一款基于振动自动唤醒的燃气地震开关,用于破坏性地震作用下燃气管道的紧急处置。首先,深入研究了全机械式地震触发阀门的控制原理,针对在地震事件中反映出的一些不足之处,本文在结合传统电磁阀的基础上,确定燃气地震开关嵌入式系统的总体结构方案并分析了系统的实现原理。燃气地震开关系统设计的关键在于在没有外界供电条件的情况下,通过内部电池自供电来完成对燃气管道阀门关断的控制,因此超低功耗自供电小型硬件化设计是整个系统需要解决的关键问题。其次,在确定了系统的总体结构方案之后,按照模块化设计思路将整个系统分成了主控模块、传感器模块、通信模块和阀门控制模块四个部分。主控模块基于超低功耗芯片ADu CM3029来实现,通过外接低功耗传感器ADXL362来实现数据采集的功能同时利用软件程序编写利用中断控制系统的其余部分休眠模式与工作模式之间的切换,从而实现振动自唤醒功能并实现低功耗设计需求。同时,采用低功耗的NB-IOT通信模块SIM7020,利用物联网通信技术,采用MQTT通信协议来实现设备与云服务器之间数据的发送与接收,实现指令的交互。最后过振动台,按照地震烈度仪的行业测试规范标准与标准传感器进行对比测试,加速度测量误差结果满足在振动频率小于20Hz情况下误差在5%之内;线性度误差测量结果满足小于1%的要求;燃气阀从触发到关断过程时间小于1.5秒,验证了该系统相关参数的准确性,符合标准。

武宏涛[4](2021)在《高精度压电式检波器数据采集系统研究》文中研究表明目前油气勘探方向已经由常规的浅层、大储量勘探转向岩性勘探和深部勘探。现阶段采用的动圈式速度检波器检测带宽较窄,高频信号的检测灵敏度不高,容易受到外界电磁干扰影响,并且数据采集系统为24位分辨率,对小信号分辨能力有限。提高地震波采集系统的检测分辨率,降低环境干扰对信号的影响是地震波勘探研究的重点之一。为了满足当前地震波勘探对设备的新要求,论文提出使用高分辨率、高灵敏度、抗干扰能力强的压电式加速度检波器作为信号拾取传感器,同时采用32位分辨率的模数转换器,将模拟地震波信号转换成数字量信号,从而提高地震波信号的拾取能力。本系统设计信号调理电路对信号放大、滤波、单端转差分处理,提高信号的信噪比,增加信号的抗干扰性。论文研制了基于高性能TMS320F28335的高分辨率、高可靠性地震波数据采集系统,完成系统软硬件的设计和测试。使用低压差稳压电路进行模拟供电,并采用LC滤波电路对系统开关电源纹波进行优化,同时将模拟电路与数字电路分离,降低系统干扰。为了进一步提高地震波采集信号的信噪比,设计数字低通滤波算法FIR对地震波信号做高频干扰滤除。系统采用RS485通信方式进行数据据传输,并使用Labview软件开发平台设计系统上位机的控制、显示界面,实现对采集硬件参数的设置、上位机通信的参数配置、采集到的地震波信号进行数据处理并做时域波形图显示及存储。最后,搭建测试平台进行采集性能测试。测试实验结果表明高精度压电式检波器数据采集系统满足设计要求。高精度压电式检波器数据采集系统研究实现了单通地震波采集系统,为野外多道地震波检测研究奠定了基础。

王鹏辉[5](2020)在《井下地震计姿态测控及数据采集技术研究》文中进行了进一步梳理基于井下良好的观测环境,研究人员逐渐将地震观测由地表转入井下。但由于观测井孔径的限制,井下地震计需要在原来地表摆放的地震计的基础上进行一些适应性改进。本文以中国地震局地震研究所研制的甚宽频带井下地震计为升级改造的平台,对其进行了改进研究。首先,观测井并非完全竖直,在安装井下地震计时,地震计整体可能处于倾斜状态。在一些研究中指出,地震计的倾斜对其灵敏度等参数有着很大影响,当倾斜超过一定角度时甚至会造成灵敏部件的损坏。地表摆放的地震计可以通过人工调节仪器三个支脚高度从而调节倾斜角度,并通过观察仪器水平泡的位置判断仪器是否符合安装要求。但是对于井下地震计,原有人工调节的方法不再适用,如何将地震计三分向传感器调整到水平状态,研究者们提出了一些方法。如使用悬挂支架和拉杆联动调整的机械方法、利用仪器重力自调平的方案、以及由驱动电路、倾斜控制平台和直流电机组成可调传感器底座从而远程调控的方法。为使井下姿态调平更加方便,在已有技术的基础上,本文进行了一些改进,设计了一套使用姿态传感器获取井下地震计姿态信息、使用微控制器控制角度调节平台倾角调平的自动化测控方案。其次,满足地震计水平摆放的要求后还要对仪器的方位角进行计算。许多地震学研究依赖于地震仪数据在方向性上保持正确,就是说需要地震计敏感轴方向与地理方向吻合。然而井下地震计的方位角很难通过机械调整的方式进行矫正,使用定位底座和水下摄像机的安装矫正不仅过程复杂,而且安装一段时间后仍可能产生偏移。因此,一些研究尝试设计数据矫正算法,通过软件的方法对地震仪的输出数据进行矫正。本文简略介绍了几种不同原理的方位角计算方法,然后提出了利用地震计输出数据间的投影关系的方位角计算方法,并基于该算法开发了计算机应用程序,方便用户对地震仪数据进行方位矫正。最后,井下地震计的数据采集也不同于井上仪器。通常,地震仪含有两个相对分离的组成,即地震计和数据采集器。这样的仪器结构在许多井下地震仪的设计中沿用,但是随着观测井深的增加,这样的结构带来了信号衰减、干扰增加以及线缆过重的问题。对此问题,本文尝试了一种井下一体化数据采集的方案,将模拟数字转换的过程集成在井下设备中实现。为满足数据远距离传输和线缆减重的实际需求,又设计了基于光纤数据收发模块的信号远距离传输方案。综合以上问题,本文分章节介绍研究所涉及的理论和方法,分别从硬件和软件设计的角度讨论功能实现的具体方案,设计实验对实际效果进行仿真和验证。结果表明,文章提出的井下地震计改进方案基本满足了一体化井下数据采集的设计需求,可在±5°的范围内实现快速的自动倾斜调整,数据方位角矫正算法计算速度快且稳定性好,设计的软件也有着良好的表现。

徐宏伟[6](2020)在《大型地震勘探系统电源站关键技术研究》文中提出本论文所研究的大型地震勘探系统是分析地下岩层构造的系统级设备,是地震勘探法的核心。地震勘探系统通常包含采集站、电源站和交叉站三个重要的部分,电源站作为地震勘探系统的中间级,其研究对地震勘探系统的发展有着重要意义。本论文主要对电源站的关键技术进行研究,包括高速通信接口、自主通信协议、同步采集以及链路冗余方式。基于以上关键点,提出了电源站的设计方案,从电源站的硬件实现和软件设计两方面进行阐述。本论文的主要工作如下:1.对地震勘探的发展历程进行介绍,阐述了目前地震勘探系统的研究现状。在此基础上,提出了本文的研究内容以及研究意义。2.对地震勘探的工作原理进行简单介绍,分析了地震勘探系统的拓扑结构、冗余方式以及时钟同步方式,并提出了电源站的系统设计方案。3.完成了电源站的硬件电路设计,包括通信接口电路、电源电路、存储电路以及辅助电路。对高速通信的物理接口设计进行分析,并简单介绍了本文电源电路的设计方案。4.完成了电源站系统软件的设计,软件采用Verilog HDL进行编写,完成了基于类令牌环协议的电源站节点以及采集站主节点的程序设计,实现了电源站链路与交义站间的通信以及采集站链路的控制管理。5.对电源站进行测试分析,完成电源站的单机测试。在实验室环境下与交叉站、采集站进行系统联调,模拟地震勘探系统的工作过程。本文完成了电源站样机的设计,经过测试,电源站可以同时支持四路采集站,实现了电源站之间、电源站与交叉站之间200Mbps的通讯。总体而言,本文的设计方案具有通信速率快、带宽利用率高、时钟同步性强的特点,具备了地震勘探系统中间级的功能,为后续地震勘探系统的研究和设计做好铺垫。

王巨龙[7](2020)在《基于云服务器的宽频带地震仪远程监测系统研究》文中研究指明随着现代化建设进程的不断推进,如今的中国已经发生了翻天覆地的变化,人们的生活水平和质量都有显着提高,工业化发展步伐也在不断加快,这就加速了能源的消耗,对能源的供给提出了新的挑战。同时伴有不断发生的地质灾害,据相关数据显示,中国是发生地质灾害频率最高的国家之一。为了解决以上日益突出的资源、能源和地质灾害等地学难题,最有效的途径就是向地球深部进军,了解地球深部的地学信息。多种地球物理探测方法中,地震探测是最有效的方法之一,一直被广泛应用于矿产资源勘探、地质信息勘察等领域。在地震探测方法中,借助于天然地震进行探测具有成本低廉、操作简单、探测深度大等优点,越来越受到科研人员的关注,并将其应用到不同的勘探项目中。天然地震信号,具有频带宽、震源深度大等特点,需要高精度天然地震记录器进行准确采集和记录。在这方面,我国长期依赖于进口,不仅价格昂贵,而且受制于人。因此吉林大学自主研制了GEIBSR-I型宽频带地震仪,打破了国外的垄断局面。但不可避免的是,在天然地震信号的观测过程中,仪器需要长期工作在野外环境中,同时仪器间的距离较大,仪器状态的监测和地震数据的回收都需要到达监测地点进行处理,不仅需要投入大量的人力、物力、财力,而且也不能够及时的了解仪器的工作状态和回收数据。为解决仪器监测和数据回收的实时性及使用成本等问题,本文设计了一款基于云服务器的宽频带地震仪远程数据监测系统。系统结构主要分为两个部分,即终端数据采集传输子系统和云服务器数据处理子系统。终端数据采集传输子系统主要是实现对地震数据的采集、预处理、传输。云服务器数据处理子系统主要是实现终端数据的接收、分析、处理。首先以原有宽频地震仪为平台对硬件电路进行改进,在其中加入了两级电压转换电路以及接口电路,移植了嵌入式Linux操作系统和4G模块拨号上网程序形成新的终端。然后,对云服务器平台软件进行设计,其中包括服务器搭建、网络客户端程序设计等。最后进行了测试,结果表明:终端实现了拨号上网,将所采集到的数据上传至云服务器中。云服务器端能够接收到终端上传的数据,能够对数据进行处理,可以直观的查看仪器的各项工作状态和远程回收数据。

袁晨[8](2020)在《数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现》文中认为浅层地震勘探是解决各种工程、水文和环境地质问题中使用最广、效果最好的方法之一,其面临突出难题是传统设备已经难以满足逐渐恶劣的勘探环境和不断扩展的勘探领域的实际需求,要解决此问题关键是提高浅层地震勘探设备的采集性能。然而,采集性能是一种综合性、系统性的概念,难以通过突破单一技术指标实现。针对上述问题,本文从最新发展的数字式地震勘探方法入手,针对国内主流浅层地震仪普遍存在的架构弊端进行数字化改进,实现了采集精度、分辨率、便携性、可裁剪等性能的整体提升。通过研究,主要取得了如下研究成果:(1)针对传统模拟检波器模拟信号传输距离长,容易造成信号衰减、道间串扰等问题,本文采用全数字化的设计思想,通过低功耗微控制器、24位A/D转换单元、低噪声信号调理、可配置增益单元、总线式数据传输等部分的开发,实现了全数字式的信号采集单元。同时集成可编程配置的延时补偿、传输及自检单元,采集单元之间独立工作,并通过数字式通信,有效降低了道间信号的串扰问题,提升了信号的传输距离。(2)针对数字式浅层地震勘探的工作模式和实际应用需求,本文采用模块化分离式思维,构建了“PC终端”+“数字采集站”+“数字检波器”的总体硬件结构,终端与检波器间的离线控制和系统的全数字化操作极大的加强了设备的稳定性,同时功能分化后的系统主机扩展性能更强,整体结构也更加轻便。(3)针对野外便携施工和多节点地震数据的网络传输需求,本文自主设计了一种基于“Ethernet-RS485”网络构架的可裁剪大容量地震数据传输网络,充分利用以太网优秀的数据传输能力及网络容量能力和RS485现场总线控制能力,极大的提高了系统网络容量及可扩展道数。经过测试检波器间相互独立工作不影响且可以任意裁剪,野外执行实际浅层地震勘探任务时采集波形初至清晰、起跳明显,极少出现数据丢包的情况,满足野外多节点地震数据的网络传输需求。对完成的系统样机进行功能测试,结果表明系统等效噪声低于1μV、同步精度优于10μs、增益精度优于1%、谐波畸变小于-100dB、采集频带宽达4kHz、动态范围大于130dB,整机功耗低于45W,各项性能指标均达到国内先进水平。同时,在实际浅层勘探工区中与传统仪器的采集实验对比优势明显,不仅在分辨率和信号保真能力上表现更佳,还具有体积小、质量轻、裁剪维护性好等优势,为更加高质高效的浅层地震勘探提供了一种有效的解决途径,具有重要的科学意义和应用价值。

陈腾飞[9](2019)在《地震数据采集模块通用测试系统的研究与设计》文中研究指明随着经济的快速发展,油气资源的开采与消耗不断增加,油气的勘探开发也愈发重要。目前,高精度地震勘探是油气资源勘探的主要方法,通过采集地震数据解析地层构造,实现对油气资源的找寻。其中,前端数据采集模块是地震勘探设备的重要组成部分,在很大程度上决定了地震勘探设备的性能。随着科技水平进步,地震勘探设备中采集通道数量在不断提升,对采集板的需求数量日益增加,传统的专用型测试系统无法满足当前地震勘探的需求。因此,研发一款应用于地震勘探领域具有通用性的测试系统,能够批量化测试不同地震勘探数据采集模块,提供简洁高效的测试工具和手段是当前急需解决的问题。针对这些问题,本文以“深海深层地震拖缆高速率高可靠数据传输关键技术及通用平台研究”项目为依托,对地震数据采集模块的通用化测试进行了研究。首先调研了目前地震勘探系统以及测试系统国内外发展历程和研究现状,地震数据采集模块测试的原理;然后分析了地震勘探领域数据采集模块测试系统的需求,制定了总体方案;最终设计了一款应用于地震勘探领域的数据采集模块通用测试系统。该测试系统以FPGA为控制核心,通过激励源输出测试波形至前端数据采集模块完成信号的模数转换,转换后的数据通过USB总线传输至上位机软件进行分析测试并显示结果。同时,本文基于AD7779与ADS1282模数转换芯片设计了两种数据采集模块,并使用设计的通用测试系统进行了测试。经过实验验证,本文设计的测试系统初步达到了设计目标。

李海林[10](2019)在《分布式生命探测雷达无线数据传输系统设计》文中提出中国地处环太平洋地震带和亚欧地震带之间,受太平洋板块、印度板块、菲律宾板块挤压,地震灾害频繁,给我国造成巨大的财政损失和人员伤亡。灾害发生过后,快速准确定位地震废墟被困人员位置是灾后救援的首要任务。分布式生命探测雷达协同探测技术是解决灾后大面积废墟被困人员快速检测与定位难题的重要手段之一,单次探测就可以覆盖大面积废墟,快速检测地震废墟下是否存在被困人员。然而在整个探测过程中,如何高效、可靠的实现分布式生命探测雷达数据采集传输是分布式生命探测雷达协同生命探测技术的技术难点之一。为解决该技术难点,本文采用低功耗RF芯片(NRF24L01P),结合生命探测雷达设计了一套分布式无线数据传输系统。该系统成功将多个生命探测雷达采集的数据通过无线链路传输到上位机,同时上位机也能够通过无线链路控制每个生命探测雷达的工作状态。本论文主要研究工作如下:1.对比分析不同生命探测雷达技术,确定采用超宽带步进变频雷达搭建分布式生命探测系统,并提出了分布式无线传输系统总体设计方案。2.根据系统总体设计方案,完成发射端转接板、无线模块、接收端转接板硬件电路设计。分模块详细阐述了各部分硬件选型、设计思路,并给出了各电路板的硬件电路设计原理图,然后对所设计的无线模块的通信距离进行了理论验证。3.在系统的硬件电路基础上,分模块进行了系统软件设计。在FPGA上完成生命探测雷达数据采集程序设计、发射端程序设计,并对所设计程序进行了仿真验证;在STC单片机上完成了一对多的无线通信程序、W5500驱动程序设计,并设计了TDMA模式的无线通信协议,解决多个雷达节点数据传输干扰问题。4.将编写的程序下载到对应电路板上进行单板调试,并单独对无线模块通信性能进行了测试。然后搭建了无线数据传输系统进行系统联调,成功采集到多个雷达节点的数据。最后对系统存在的问题进行了分析总结,并提出了改进思路。本文针对分布式生命探测雷达系统,设计了一套无线数据传输系统,解决了分布式生命探测雷达协同探测技术的多点数据传输问题;一定程度上促进了分布式生命探测雷达协同探测技术研究,对分布式生命探测雷达硬件设计也有一定参考价值。

二、地震参数计算与数据传输程序设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、地震参数计算与数据传输程序设计(论文提纲范文)

(1)增量总和调制技术在数字输出传感器中的初步研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 论文的研究内容与预期成果
第二章 基于增量总和调制技术的数字输出传感器的设计方案
    2.1 基于环路滤波器的增量总和调制器设计
        2.1.1 基于增量总和调制技术的二阶模拟数字转换电路原理
        2.1.2 基于环路滤波器的增量总和调制器设计
    2.2 反馈环内包含前置放大器的增量总和调制器设计
    2.3 反馈环内包含前置放大器和相敏检波的增量总和调制器设计
        2.3.1 关于微位移测量——差动平板电容
第三章 基于增量总和调制技术的数字输出传感器的系统仿真
    3.1 增量总和调制器量化噪声仿真
    3.2 增量总和调制技术应用在数字输出传感器的仿真实验
    3.3 模拟增量总和调制技术应用在差动式传感器的仿真实验
第四章 硬件电路设计
    4.1 硬件设计总体方案
    4.2 主控芯片电路
        4.2.1 STM32L431CCTx控制器介绍
        4.2.2 STM32L431CCTx核心电路设计
    4.3 模拟信号调理电路图
        4.3.1 相敏检波电路部分电路图
        4.3.2 二阶积分电路部分电路图
    4.4 反馈环路DAC部分电路图
    4.5 正弦波驱动信号部分电路原理图
第五章 软件设计及实验结果
    5.1 开发环境介绍
    5.2 系统STM32L431 程序设计概述
        5.2.1 触发模块
        5.2.2 数据转换模块
        5.2.3 数据存储与处理
        5.2.4 数据传输程序设计
    5.3 正弦波驱动信号程序设计
    5.4 实验结果
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
研究成果

(2)城市地下空间浅层地震采集系统的研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 浅层地震勘探技术研究现状
        1.2.2 浅层地震勘探仪器研究现状
    1.3 论文研究内容及结构安排
第2章 城市地下空间浅层地震采集系统总体方案设计
    2.1 系统介绍与应用场景
    2.2 城市地下空间浅层地震采集系统总体设计
        2.2.1 城市地下空间浅层地震数据采集系统设计目标
        2.2.2 系统整体设计方案
    2.3 嵌入式操作系统的选取
    2.4 本章小结
第3章 城市地下空间浅层地震采集系统硬件设计
    3.1 系统硬件总体框架设计
    3.2 系统主控部分电路设计
        3.2.1 主控单元设计
        3.2.2 双网口以太网收发器设计
        3.2.3 同步动态随机存储单元设计
        3.2.4 触发单元设计
    3.3 系统采集部分电路设计
        3.3.1 信号调理电路设计
        3.3.2 A/D转换电路设计
        3.3.3 D/A测试电路设计
        3.3.4 FPGA接口电路设计
    3.4 系统电源电路设计
        3.4.1 开关电源DC-DC BUCK电路
        3.4.2 低压差线性电源设计
        3.4.3 电压型逆变电源电路和基准电压源电路
    3.5 本章小结
第4章 城市地下空间浅层地震采集系统软件设计
    4.1 整体软件设计
    4.2 ARM程序设计
        4.2.1 Free RTOS嵌入式操作系统移植
        4.2.2 LWIP协议栈移植
        4.2.3 FATFS文件管理系统移植
        4.2.4 底层驱动设计
    4.3 FPGA逻辑程序设计
    4.4 数据交互程序设计
        4.4.1 UDP协议
        4.4.2 FTP协议
    4.5 低功耗设计
    4.6 本章小结
第5章 系统性能测试和锤击实验
    5.1 城市地下空间浅层地震采集系统实物图
    5.2 系统基本性能测试
        5.2.1 系统静噪声水平测试
        5.2.2 道间串扰测试
        5.2.3 单道功耗测试
        5.2.4 系统传输速度测试
        5.2.5 系统动态范围测试
        5.2.6 采集系统性能指标
    5.3 锤击实验测试
    5.4 本章小结
第6章 结论
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(3)基于振动唤醒的燃气地震开关嵌入式系统设计(论文提纲范文)

作者简介
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 燃气开关地震紧急处置系统国内外研究现状
        1.2.1 燃气开关地震紧急处置国外研究现状
        1.2.2 燃气开关地震紧急处置国内研究现状
    1.3 论文结构
第二章 燃气地震开关嵌入式系统设计
    2.1 燃气地震开关主要研究目标及难点
    2.2 燃气地震开关主要研究内容
第三章 燃气地震开关嵌入式系统硬件设计及功能分析
    3.1 系统硬件结构设计
    3.2 主控芯片
    3.3 传感器模块设计
    3.4 通信模块设计
        3.4.1 NB-IOT技术
        3.4.2 MQTT通信协议
        3.4.3 通信模块
    3.5 燃气阀门开关控制设计
第四章 燃气地震开关嵌入式系统软件设计及功能分析
    4.1 嵌入式系统软件开发环境的搭建
        4.1.1 CCES开发环境搭建
        4.1.2 Keil开发环境搭建
    4.2 传感器模块软件设计
        4.2.1 传感器初始化程序设计
        4.2.2 SPI通信程序设计
    4.3 通信模块软件设计
        4.3.1 通信模块功能设计
        4.3.2 通信模块程序设计
        4.3.3 AT指令流程
第五章 实验测试
    5.1 设备测试方案
    5.2 功能测试
        5.2.1 休眠模式
        5.2.2 振动监测模式
        5.2.3 报警模式
    5.3 加速度误差测试
    5.4 线性度误差测试
    5.5 幅频特性测试
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
    6.3 作者工作范围
致谢
参考文献
附件一
附件二

(4)高精度压电式检波器数据采集系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外相关技术研究现状
    1.3 本文的主要内容和章节安排
        1.3.1 论文主要内容
        1.3.2 论文章节安排
第二章 压电式检波器工作机理研究
    2.1 地震波传播形式
    2.2 压电效应原理与检波器结构
    2.3 压电加速度检波器运动数学模型分析
    2.4 压电式加速度传感器测量原理及方法
        2.4.1 压电式加速度传感器等效结构
        2.4.2 压电式加速度传感器连接方式
        2.4.3 前端放大器类型对输出电压信号的影响
        2.4.4 压电式传感器与放大器的选配
    2.5 压电式地震波检波器特性
    2.6 本章小结
第三章 压电式检波器数据采集系统
    3.1 数据采集系统总体设计
    3.2 DSP主控制器最小系统电路
        3.2.1 控制器复位电路设计
        3.2.2 时钟电路设计
        3.2.3 JTAG调试接口电路设计
    3.3 信号调理模块设计
        3.3.1 前端放大电路设计
        3.3.2 滤波电路设计
        3.3.3 单端转差分电路设计
    3.4 ADC模数转换模块设计
        3.4.1 Σ-Δ型A/D转换器
        3.4.2 ADS1282芯片介绍及引脚说明
        3.4.3 ADS1282内部结构与工作原理
        3.4.4 ADS1282信号输入调理电路
        3.4.5 ADC模数转换器控制电路
    3.5 数据采集系统电源模块设计
        3.5.1 传感器电源电路设计
        3.5.2 5V电源电路设计
        3.5.3 DSP供电电源电路设计
        3.5.4 ADS1282参考电源电路
        3.5.5 ADS1282模拟供电电源设计
    3.6 通信模块电路设计
    3.7 系统采集主控板PCB设计
    3.8 本章小结
第四章 压电式检波器信号采集软件设计
    4.1 软件开发平台介绍
    4.2 控制软件总体设计
    4.3 ADS1282控制驱动程序设计
        4.3.1 ADS1282复位操作
        4.3.2 ADS1282工作模式配置程序设计
        4.3.3 ADS1282获取转换数据程序设计
    4.4 系统存储程序设计
    4.5 通信RS485 程序设计
    4.6 数字信号滤波算法
    4.7 本章小结
第五章 基于Labview的上位机软件设计
    5.1 Labview开发平台介绍
    5.2 上位机总体方案设计
    5.3 地震波采集系统上位机设计
        5.3.1 上位机串口通信模块
        5.3.2 地震波数据拼接算法设计
        5.3.3 上位机控制命令发送设计
        5.3.4 上位机系统界面设计
    5.4 本章小结
第六章 系统调试与性能测试
    6.1 检波器性能对比
    6.2 采集系统电路实现
    6.3 采集系统电路调试
        6.3.1 系统供电电源输出测试
        6.3.2 电源纹波测试与优化
        6.3.3 前置放大和滤波电路测试
    6.4 驱动程序调试
    6.5 系统采集性能测试
        6.5.1 系统短路噪声与分辨率
        6.5.2 系统动态范围
        6.5.3 差分驱动性能测试
        6.5.4 模数转换分辨率测试
        6.5.5 震动信号采集效果测试
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(5)井下地震计姿态测控及数据采集技术研究(论文提纲范文)

作者简介
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及目的
    1.2 研究与发展现状
    1.3 本文内容与章节安排
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 本文章节安排
第二章 井下地震仪姿态测控与数据采集的原理及方法
    2.1 数据采集
    2.2 姿态测控
    2.3 方位角估计
    2.4 数据矫正
    2.5 远距离数据传输
    2.6 本章小结
第三章 硬件方案设计
    3.1 硬件整体方案
    3.2 核心控制器与交互模块
    3.3 数据采集模块
    3.4 井下地震计姿态测控模块
        3.4.1 姿态获取
        3.4.2 倾斜调平
    3.5 远距离信号传输模块
    3.6 定位与授时模块
    3.7 电源模块
    3.8 本章小结
第四章 程序与软件方案设计
    4.1 微控制器程序设计
        4.1.1 程序总体设计
        4.1.2 姿态控制
        4.1.3 数据采集
        4.1.4 卫星定位
    4.2 虚拟示波器软件设计
    4.3 数据矫正软件设计
    4.4 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 姿态测控功能测试分析
        5.1.1 姿态测控测试
        5.1.2 姿态测控实验结果分析
    5.2 数据采集功能测试分析
        5.2.1 数据采集测试
        5.2.2 数据采集实验结果分析
    5.3 方位角计算与数据矫正程序测试分析
        5.3.1 方位角计算与数据矫正方法验证
        5.3.2 方位角计算与数据矫正实验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(6)大型地震勘探系统电源站关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 地震勘探的发展历程
    1.3 地震勘探系统研究现状
    1.4 本论文的研究内容
    1.5 本文的结构安排
第二章 地震勘探系统电源站的总体设计
    2.1 地震勘探法简介
    2.2 系统的拓扑结构分析
        2.2.1 UniQ系统的拓扑
        2.2.2 本文采用的拓扑结构
        2.2.3 本文采用的冗余方式
        2.2.4 地震勘探系统的时钟同步
    2.3 电源站的设计要求及方案
        2.3.1 电源站的通信传输方案
        2.3.2 电源站的供电方案
        2.3.3 电源站的软件控制方案
    2.4 本章小结
第三章 电源站硬件电路设计
    3.1 主控电路
    3.2 通信电路设计
        3.2.1 电源站与采集站的通信电路
        3.2.2 电源站之间的通信电路
        3.2.3 以太网通信电路
    3.3 电源电路设计
        3.3.1 电平转换电路
        3.3.2 电源保护电路
        3.3.3 电源监测与控制电路
        3.3.4 电源传输控制电路
    3.4 外设电路设计
    3.5 本章小结
第四章 电源站的软件系统
    4.1 通信协议
        4.1.1 令牌环协议
        4.1.2 本文采用的环状通信结构
        4.1.3 帧结构介绍
        4.1.4 编解码方式
        4.1.5 循环冗余校验
    4.2 电源站环路的程序设计
        4.2.1 接收处理模块
        4.2.2 电源站控制模块
        4.2.3 发送处理模块
        4.2.4 转发控制模块
        4.2.5 百兆接收方向确认
    4.3 采集站主节点的优化
    4.4 采集站链路的数据存储
    4.5 外设的控制
    4.6 本章小结
第五章 电源站的测试与分析
    5.1 电源站的单机测试
        5.1.1 上电前测试
        5.1.2 上电测试
    5.2 通信链路测试
        5.2.1 8Mbps通信链路的测试
        5.2.2 200Mbps通信链路的测试
    5.3 电源站与采集站的联调
    5.4 交叉站、电源站以及采集站的联调
        5.4.1 系统的指令执行
        5.4.2 采集数据分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文等科研成果
附录
致谢

(7)基于云服务器的宽频带地震仪远程监测系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景及意义
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究内容与结构安排
第2章 远程数据监测系统整体方案设计
    2.1 系统技术基础
        2.1.1 物联网技术
        2.1.2 移动通信技术
        2.1.3 云服务器技术
    2.2 系统整体设计方案
        2.2.1 系统功能分析
        2.2.2 系统整体结构设计
        2.2.3 终端平台子系统设计
        2.2.4 云服务器端子系统设计
    2.3 本章小结
第3章 终端平台子系统设计
    3.1 终端平台硬件结构概述
    3.2 硬件电路设计
        3.2.1 4G模块接口电路设计
        3.2.2 电源电路设计
    3.3 终端软件设计
        3.3.1 嵌入式软件平台搭建
        3.3.2 4G模块软件设计
        3.3.3 数据传输程序设计
    3.4 本章小结
第4章 云服务器端子系统设计
    4.1 云服务器搭建
        4.1.1 搭建FTP服务器
        4.1.2 安装Apache
        4.1.3 安装PHP
    4.2 网络客户端程序设计
        4.2.1 登录网页设计
        4.2.2 网络客户端首页设计
        4.2.3 数据监测网页设计
    4.3 本章小结
第5章 系统综合测试
    5.1 终端平台测试
        5.1.1 网络连接测试
        5.1.2 4G网络速度测试
        5.1.3 地震波数据压缩效率测试
    5.2 终端平台与云服务器端联合测试
        5.2.1 终端平台文件上传测试
        5.2.2 网络客户端程序测试
        5.2.3 地震数据回收传输测试
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 创新点
    6.3 进一步工作建议
参考文献
作者简介
致谢

(8)数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容及创新
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 论文结构安排
2 数字式浅层地震系统总体方案设计
    2.1 浅层地震勘探方法原理
    2.2 数字式浅层地震勘探技术特征与难点
        2.2.1 野外浅层地震勘探面临的主要问题
        2.2.2 数字式浅层地震勘探主要技术难点
    2.3 仪器结构与方案设计
        2.3.1 仪器结构
        2.3.2 数字检波器方案设计
        2.3.3 数字采集站方案设计
        2.3.4 网络传输方案设计
    2.4 本章小结
3 硬件设计与实现
    3.1 数字检波器硬件电路设计
        3.1.1 信号调理单元
        3.1.2 模数转换单元
        3.1.3 总线传输单元
        3.1.4 检波器主控单元
        3.1.5 电源转换单元
    3.2 数字采集站硬件电路设计
        3.2.1 采集站主控单元
        3.2.2 协议转换单元
        3.2.3 震动开关与遥爆控制单元
        3.2.4 状态监测单元
        3.2.5 电源转换单元
    3.3 本章小结
4 嵌入式软件设计与实现
    4.1 数字检波器软件程序设计
        4.1.1 模数转换程序设计
        4.1.2 自检单元程序设计
        4.1.3 分布式节点同步采集设计
        4.1.4 总线通信协议设计
        4.1.5 检波器主控程序设计
    4.2 数字采集站软件程序设计
        4.2.1 主要服务线程设计
        4.2.2 TCP/IP协议栈设计
        4.2.3 协议转换程序设计
        4.2.4 震源记录程序设计
        4.2.5 状态监测程序设计
    4.3 本章小结
5 系统测试及野外试验
    5.1 系统实物
    5.2 主要性能指标测试
        5.2.1 基本功能测试
        5.2.2 等效噪声测试
        5.2.3 同步采集测试
        5.2.4 前置增益测试
        5.2.5 谐波畸变测试
        5.2.6 动态范围测试
        5.2.7 系统完成情况
    5.3 野外实验与仪器对比
        5.3.1 传统仪器采集实验对比
        5.3.2 无缆存储式地震仪采集实验对比
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
附录A 系统PCB制版图
附录B 系统硬件原理图
附录C 系统PCB实物图
附录D 系统部分软件程序
附录E 上位机功能界面展示

(9)地震数据采集模块通用测试系统的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展历程和研究现状
        1.2.1 地震勘探采集系统发展历程和研究现状
        1.2.2 测试系统发展历程和研究现状
    1.3 论文的研究内容与结构安排
第2章 地震数据采集模块测试原理及关键技术
    2.1 测试原理
        2.1.1 ADC静态指标及测试方法
        2.1.2 ADC动态指标及测试方法
    2.2 设计需求及目标
    2.3 关键技术
    2.4 本章小结
第3章 地震数据采集模块通用测试系统总体方案设计
    3.1 关键技术实现
        3.1.1 高精度信号源实现
        3.1.2 数据传输与处理实现
        3.1.3 通用化实现
    3.2 地震数据采集模块通用测试系统总体设计
        3.2.1 硬件设计方案
        3.2.2 软件设计方案
    3.3 本章小结
第4章 地震数据采集模块测试系统软硬件及通用化设计
    4.1 硬件电路及通用化设计
        4.1.1 FPGA选型
        4.1.2 FPGA电路配置
        4.1.3 通用数据总线电路设计
        4.1.4 时钟电路设计
        4.1.5 电源电路设计
        4.1.6 标准接口电路设计
        4.1.7 激励信号源电路设计
    4.2 FPGA逻辑及通用化设计
        4.2.1 数据传输协议简介
        4.2.2 模块化逻辑概述
        4.2.3 FPGA逻辑实现
    4.3 软件程序及通用化设计
        4.3.1 Labview简介
        4.3.2 USB接口程序设计
        4.3.3 界面显示模块
        4.3.4 通用数据处理模块
        4.3.5 通用参数配置模块
    4.4 数据采集模块设计
        4.4.1 基于AD7779的采集模块设计
        4.4.2 基于ADS1282的采集模块设计
    4.5 本章小结
第5章 测试与分析
    5.1 测试方案设计
    5.2 FPGA逻辑仿真测试
        5.2.1 命令模块仿真
        5.2.2 数据上传模块仿真
        5.2.3 USB接口模块仿真
    5.3 数据采集模块性能测试
        5.3.1 AD7779采集模块性能测试
        5.3.2 ADS1282采集模块性能测试
        5.3.3 接检波器测试
        5.3.4 功耗测试
        5.3.5 测试结果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文内容总结
    6.2 研究方向展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(10)分布式生命探测雷达无线数据传输系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容和章节安排
第2章 系统总体设计方案
    2.1 系统设计要求
    2.2 系统总体框图
    2.3 生命探测雷达技术指标
    2.4 短距离无线通信技术选择
    2.5 本章小结
第3章 系统硬件实现
    3.1 系统硬件结构框图
    3.2 发射链路硬件实现
    3.3 无线模块硬件实现
        3.3.1 无线收发芯片技术参数
        3.3.2 RFX2401C技术参数
        3.3.3 无线模块电路设计
        3.3.4 无线模块天线选型
        3.3.5 无线传输距离的计算
        3.3.6 系统硬件抗干扰措施
    3.4 接收链路硬件实现
        3.4.1 接收链路硬件总体设计
        3.4.2 单片机外围电路设计
        3.4.3 W5500 网口驱动电路设计
    3.5 本章小结
第4章 系统软件实现
    4.1 系统软件开发环境及工具
    4.2 系统软件设计
        4.2.1 生命探测雷达数据采集程序设计
        4.2.2 发射端程序设计
        4.2.3 接收端程序设计
    4.3 无线传输通信协议
    4.4 本章小结
第5章 系统调试及结果分析
    5.1 系统模块调试
        5.1.1 生命探测雷达调试
        5.1.2 发射端转接板调试
        5.1.3 无线模块调试
        5.1.4 接收端转接板调试
    5.2 无线模块通信能力测试
    5.3 系统联调
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果

四、地震参数计算与数据传输程序设计(论文参考文献)

  • [1]增量总和调制技术在数字输出传感器中的初步研究[D]. 王倩倩. 中国地震局地震预测研究所, 2021(01)
  • [2]城市地下空间浅层地震采集系统的研制[D]. 李昊. 吉林大学, 2021(01)
  • [3]基于振动唤醒的燃气地震开关嵌入式系统设计[D]. 魏文涵. 中国地震局地震研究所, 2021
  • [4]高精度压电式检波器数据采集系统研究[D]. 武宏涛. 西安石油大学, 2021(09)
  • [5]井下地震计姿态测控及数据采集技术研究[D]. 王鹏辉. 中国地震局地震研究所, 2020(01)
  • [6]大型地震勘探系统电源站关键技术研究[D]. 徐宏伟. 苏州大学, 2020(02)
  • [7]基于云服务器的宽频带地震仪远程监测系统研究[D]. 王巨龙. 吉林大学, 2020(08)
  • [8]数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现[D]. 袁晨. 西南科技大学, 2020(08)
  • [9]地震数据采集模块通用测试系统的研究与设计[D]. 陈腾飞. 中国科学技术大学, 2019
  • [10]分布式生命探测雷达无线数据传输系统设计[D]. 李海林. 成都理工大学, 2019(02)

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地震参数计算及数据传输方案设计
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