[发明专利]一种内置电源有线地震仪器及数据传输方法

权利要求书

1.一种内置电源有线地震仪器，其特征在于包括：

主控制记录设备，由服务器、绘图仪、磁带机以及大容量磁盘阵列组成，用于野外采集排列的管理和控制，对接收到的地震勘探数据进行处理、存储、显示和输出；

交叉站，用于完成采集大线的管理、采集数据传输以及测试的管理；

采集站，用于根据系统主机发送的命令，完成模拟地震数据的接收、A/D转换、传输以及采集站的内部和外部测试；

交叉传输线，用于交叉站之间的连接，以完成采集数据和命令的传输；

数传电缆，用于采集站之间的连接，以完成采集数据和命令的传输；

交叉站由电源管理单元、数据传输单元、测试管理单元、命令管理单元、大线接口单元组成；可使用内置电源或外置电源供电，站体具有良好的防水密封性能；在网络中，每个交叉站具有唯一的序列号和IP地址；具有数据缓存能力，在传输线路出现故障时，可暂时保存数据，待故障排除后，重新发送本地数据或转发下级数据，防止采集数据丢失；

采集站由电源管理单元、模数转换单元、数据传输单元、命令管理单元组成；使用内置电池供电，站体具有良好的防水密封性能；在网络中，每个采集站具有唯一的序列号和IP地址；具有数据缓存能力，在传输线路出现故障时，可暂时保存数据，待故障排除后，重新发送本地数据或转发下级数据，防止采集数据丢失；

交叉站内置电源采用可重复充电、能量密度大、重量轻的电池，安装于交叉站站体内部；电池与电路板采取隔离安装措施；电池的正负极分别与交叉站电源管理单元的内置电源接口的正、负极相连；

采集站内置电源采用可重复充电使用、能量密度大、重量轻的电池，安装于采集站站体内部；电池与电路板采取隔离安装措施；电池的正负极分别与采集站电源管理单元的电源接口的正、负极相连。

2.根据权利要求1所述的一种内置电源有线地震仪器，其特征在于数传电缆将采集站串联组成第一串联排列，第一串联排列连接至第一交叉站的低端排列接口的输入端，另第二串联排列连接至第一交叉站的高端排列接口的输入端；第一交叉站通过第六交叉传输线连接至主控制记录设备，完成对来自主控制记录设备的命令的转发，并将下级回传的地震数据输入至主控制记录设备；主控制记录设备将采集到的二维地震勘探数据进行处理、存储和输出显示。

3.根据权利要求1所述的一种内置电源有线地震仪器，其特征在于第一串联排列、第二串联排列、第三串联排列、第四串联排列、第五串联排列、第六串联排列、第七串联排列、第八串联排列、第九串联排列、第十串联排列、第十一串联排列、第十二串联排列、第十三串联排列连接到第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站、第四交叉站、第五交叉站、第六交叉站、第七交叉站排列接口的输入端，交叉站通过第一交叉传输线、第二交叉传输线、第四交叉传输线、第五交叉传输线与第十二串联排列相互连接，最后通过第六交叉传输线、第三交叉传输线连接到主控制记录设备构成三维地震勘探数据采集系统，其中第一串联排列连接到第一交叉站的低端排列接口，第二串联排列连接到第一交叉站的高端排列接口，第三串联排列连接到第二交叉站的低端排列接口，第四串联排列连接到第二交叉站的高端排列接口，

第五串联排列连接到第三交叉站的低端排列接口，第六串联排列连接到第三交叉站的高端排列接口，第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站之间通过交叉传输线连接，第一交叉站通过交叉传输线与主控制记录设备相连，第七串联排列连接到第四交叉站的低端排列接口，第八串联排列连接到第四交叉站的高端排列接口，第九串联排列连接到第六交叉站的低端排列接口，第十三串联排列连接到第五交叉站的高端排列接口，第十串联排列连接到第七交叉站的低端排列接口，第十一串联排列连接到第七交叉站的高端排列接口，第十二串联排列的两端分别连接到第六交叉站的高端排列接口、第五交叉站的低端排列接口，第十三排列连接到第五交叉站的高端排列接口，第六交叉站、第七交叉站之间使用交叉传输线连接，第五交叉站、第六交叉站之间使用第十二串联排列连接，第四交叉站、第五交叉站之间使用交叉传输线连接，第四交叉站通过交叉传输线与主控制记录设备连接；第一交叉站、第四交叉站将采集到的三维地震数据输入到主控制记录设备，并向下级采集设备转发主控制记录设备的命令；主控制记录设备将采集到的三维地震勘探数据进行处理、存储和输出显示。

4.一种高传输速率、低传输误码率的数据传输方法,包括下述步骤：

步骤1：交叉站和采集站接收到系统的上电指令后，其内部电源管理单元开始供电；系统上电后进行初始化工作，在初始化过程中，完成整个采集系统的命令时间同步校准；同步校准完成后，每个采集站和交叉站内部延迟寄存器均保存了命令执行的延迟时间；

步骤2：初始化完成后，采集站和交叉站进入工作状态，等待执行来自主控制记录设备的各种任务；

步骤3：处于工作状态的交叉站和采集站循环检测主控制记录设备是否发出命令，在接收到命令之后，交叉站或采集站的命令管理单元在对命令进行处理的同时，根据命令的类型和发送范围确定是否向其临近的下一个交叉站或采集站转发，以完成用户通过主记录控制设备配置的各种任务；

步骤4：当交叉站或采集站收到来自主控制记录设备的停止执行的命令后，返回步骤2，等待其它命令，否则，待命令执行完成后，进行数据传送；

步骤5：完成下级数据的临时存储和转发；

步骤6：任务完成，返回步骤2，等待下次任务的命令；

所述步骤4中的数据传送具体包括：采集站采用单次采集，单次传输的工作方式，也就是说每次任务获取的数据在下次任务开始执行之前完成上传，以某次采集为例，采集站接收来自地震检波器的模拟信号，经模数转换后得到数字地震信号，再发送给数据传输单元；数据传输单元对该数字地震信号编码、压缩并按协议格式写入本地数据缓存器，启动数据发送，首先发送本地数据缓存器中的数据，待收到上一级采集站或交叉站数据校验成功信息后，释放本地数据缓存器数据；

所述步骤5具体包括：优先发送本地数据缓存器数据的同时，数据传输单元接收来自下一级采集站或交叉站的数据，并存入下级数据缓存器；待本地数据缓存器中的数据发送完毕后，数据传输单元切换本地数据缓存器至下级数据缓存器，启动数据发送，同时数据传输单元接收来自下一级的数据并存入另外一个下级数据缓存器，采用交替方式完成下一级数据的转发工作；在每一次数据转发完成并收到上一级采集站或交叉站数据校验成功信息后，释放对应的数据缓存器数据；数据缓存器之间的切换由控制逻辑电路控制；

所述本地数据缓存器、下级数据缓存器均是FIFO缓存器；

所述数据校验方式是循环冗余校验，即CRC校验。