本發(fā)明涉及地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線傳輸?shù)卣饍x同步觸發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

地球物理勘探是一種利用地殼中巖石巖性或礦產(chǎn)物理性質(zhì)的差異來研究地質(zhì)構(gòu)造、勘查地下礦產(chǎn)的方法和理論，根據(jù)探測原理的不同，地球物理勘探方法可以分為：地震波勘探、重力勘探、磁力勘探、電法勘探等幾類，其中地震波勘探是最為普遍的一種地球物理勘探方法。地震波勘探是通過人工激發(fā)震源產(chǎn)生的地震波在彈性不同的地層內(nèi)傳播，收集經(jīng)過反射和衰減的地震信號，進(jìn)行分析和反演，勘探出地下的地質(zhì)情況，地震波勘探在金屬、非金屬礦產(chǎn)資源，工程地質(zhì)，巖土工程，以及油、氣、煤能源和地震災(zāi)害等勘測領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用。

基于無線通信技術(shù)的地震儀是地震儀主機(jī)與各個數(shù)據(jù)采集子站不相連，且各個數(shù)據(jù)采集子站彼此獨立，沒有地震數(shù)據(jù)傳輸線、每個采集站接收地震波數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)后自動存儲，再用專門的無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備把所有采集子站采集的數(shù)據(jù)傳回地震儀主機(jī)?；跓o線通信技術(shù)的地震儀各個數(shù)據(jù)采集子站保證時間同步是一項非常重要的技術(shù)，其精度將直接影響到地震數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，對后續(xù)的地震數(shù)據(jù)分析與地震反演工作有著重要的意義?；跓o線通信技術(shù)的地震儀各個數(shù)據(jù)采集子站保證時間同步有兩方面，一是同步觸發(fā)：另一個是多個地震數(shù)據(jù)采集子站時間對準(zhǔn)。

目前，基于無線傳輸?shù)牡卣饍x各道數(shù)據(jù)采集中保證時間同步技術(shù)如GPS 同步技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)存在很多缺陷與不足。采用 GPS 同步技術(shù)的保證時間同步，GPS硬件電路體積大、成本高以及算法復(fù)雜；而采用藍(lán)牙技術(shù)保證時間同步，藍(lán)牙的無線傳輸信號穿透能力差、傳輸距離短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種通信距離遠(yuǎn)、成本低、結(jié)構(gòu)簡單的無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置，包括地震儀主機(jī)、發(fā)射系統(tǒng)和多個采集單元，所述發(fā)射系統(tǒng)包括震動設(shè)備和無線發(fā)射設(shè)備，所述震動設(shè)備輸出端連接無線發(fā)射設(shè)備的輸入端，所述無線發(fā)射設(shè)備用于發(fā)射同步觸發(fā)信號，所述采集單元包括無線接收同步觸發(fā)設(shè)備和時間同步模塊，所述無線接收同步觸發(fā)設(shè)備用于接收無線發(fā)射設(shè)備發(fā)射的同步觸發(fā)信號，所述時間同步模塊用于接收地震儀主機(jī)發(fā)射的時間同步信號。

進(jìn)一步地，所述采集單元還包括供電模塊，所述供電模塊用于采集單元提供工作電壓。

進(jìn)一步地，所述采集單元還包括檢波器，所述檢波器用于檢測地震波。

進(jìn)一步地，所述無線發(fā)射設(shè)備包括發(fā)射信號觸發(fā)模塊、第一微控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、第一帶通濾波器和無線發(fā)送模塊，所述發(fā)射信號觸發(fā)模塊的輸出端與第一微控制器的輸入端連接，所述第一微控制器的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與第一帶通濾波器的輸入端連接，所述第一帶通濾波器的輸出端與無線發(fā)送模塊的輸入端連接，所述無線發(fā)送模塊用于發(fā)射同步觸發(fā)信號。

進(jìn)一步地，所述第一微控制器是LPC2131單片機(jī)，所述無線發(fā)送模塊是SX1278無線發(fā)送模塊。

進(jìn)一步地，所述無線接收同步觸發(fā)設(shè)備包括無線接收模塊、第二帶通濾波器、高放大倍數(shù)放大器、比較器和第二微控制器，所述無線接收模塊用于接收同步觸發(fā)信號，所述無線接收模塊的輸出端與第二帶通濾波器的輸入端，所述第二帶通濾波器的輸出端與高放大倍數(shù)放大器的輸入端連接，所述高放大倍數(shù)放大器的輸出端與比較器的輸入端連接，所述比較器的輸出端與第二微控制器的輸入端連接。

進(jìn)一步地，所述無線接收模塊是SX1278無線接收模塊，所述第二微控制器是LPC2131單片機(jī)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射信號觸發(fā)模塊包括振動開關(guān)、第一電阻、第二電阻和發(fā)光二極管，所述振動開關(guān)的第三動觸點連接電源電壓，所述振動開關(guān)的第一靜觸點通過第一電阻與發(fā)光二極管的正極連接，所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接電源地，所述振動開關(guān)的第四動觸點通過第二電阻連接電源電壓，所述振動開關(guān)的第五靜觸點與第一微控制器的輸入端連接。

本發(fā)明的有益效果是：一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置采用無線發(fā)射設(shè)備和無線接收同步觸發(fā)設(shè)備結(jié)合實現(xiàn)同步觸發(fā)采集單元工作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通信距離遠(yuǎn)，成本低，結(jié)構(gòu)簡單。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置無線發(fā)射設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置無線接收同步設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置發(fā)射信號觸發(fā)模塊電路原理圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

圖1是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置，如圖1所示，包括地震儀主機(jī)（圖中未示出）、發(fā)射系統(tǒng)和多個采集單元，發(fā)射系統(tǒng)包括震動設(shè)備和無線發(fā)射設(shè)備，震動設(shè)備輸出端連接無線發(fā)射設(shè)備的輸入端，無線發(fā)射設(shè)備發(fā)射同步觸發(fā)信號，所述采集單元包括無線接收同步觸發(fā)設(shè)備和時間同步模塊，時間同步模塊用于接收地震儀主機(jī)發(fā)射的時間同步信號，使各采集單元達(dá)到時間同步，無線接收同步觸發(fā)設(shè)備接收無線發(fā)射設(shè)備發(fā)射的同步觸發(fā)信號，同步觸發(fā)各采集單元采集地震波數(shù)據(jù)。其中，采集單元還包括供電模塊，供電模塊用于采集單元提供工作電壓。

圖2是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置無線發(fā)射設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，無線發(fā)射設(shè)備包括發(fā)射觸發(fā)信號模塊、第一微控制器1、D/A轉(zhuǎn)換器、第一帶通濾波器1和無線發(fā)送模塊，發(fā)射信號觸發(fā)模塊的輸出端與第一微控制器1的輸入端連接，第一微控制器1的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與第一帶通濾波器1的輸入端連接，第一帶通濾波器1的輸出端與無線發(fā)送模塊的輸入端連接。本實施例第一微控制器1采用LPC2131微控制器，無線發(fā)送模塊優(yōu)選采用SX1278無線發(fā)送模塊。

當(dāng)炸藥爆炸或重錘敲擊，激發(fā)震動設(shè)備產(chǎn)生地震波后，敲擊信號或爆炸信號通過發(fā)射信號觸發(fā)模塊向LPC2131微控制器發(fā)出觸發(fā)信號，LPC2131微控制器接收到觸發(fā)信號后立即產(chǎn)生并輸出10個1KHz的脈沖信號（脈沖信號個數(shù)可根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，本實施例優(yōu)選采用10個脈沖信號），D/A轉(zhuǎn)換器將接收到的脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過第一帶通濾波器1輸出1KHz的正弦信號，SX1278無線發(fā)射模塊接收到第一帶通濾波器1輸出的1KHz的正弦信號后向空中發(fā)射10個1KHz的正弦信號。

圖3是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置無線接收同步設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，無線接收同步觸發(fā)設(shè)備包括無線接收模塊、第二帶通濾波器2、高放大倍數(shù)放大器、比較器和第二微控制器2，無線接收模塊用于接收上述無線發(fā)送模塊發(fā)射的同步觸發(fā)信號，無線接收模塊的輸出端與第二帶通濾波器2的輸入端連接，第二帶通濾波器2的輸出端與高放大倍數(shù)放大器的輸入端連接，高放大倍數(shù)放大器的輸出端與比較器的輸入端連接，比較器的輸出端與第二微控制器2的輸入端連接。本實施例第二微控制器2采用LPC2131微控制器，無線接收模塊優(yōu)選采用SX1278無線接收模塊。

SX1278無線接收模塊接收SX1278無線發(fā)射模塊向空中發(fā)射信號后，對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)，然后通過第二帶通濾波器2分離出正弦信號，通過高放大倍數(shù)放大器放大，使正弦信號的前沿變得陡峭，再經(jīng)過比較器進(jìn)行比較，得到一個更為陡峭的方波，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號給LPC2131微控制器2，LPC2131微控制器2立即啟動采集單元開始采集，完成同步觸發(fā)采集單元的工作。

圖4是本發(fā)明一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置發(fā)射信號觸發(fā)模塊電路原理圖，如圖4所示，發(fā)射信號觸發(fā)模塊包括振動開關(guān)S1、第一電阻R1、第二電阻R2和發(fā)光二極管LED1，振動開關(guān)S1提供第一靜觸點1、第二靜觸點2、第三動觸點3、第四動觸點4、第五靜觸點5和第六靜觸點6，其中，振動開關(guān)S1的第二靜觸點2和第六靜觸點6懸空，振動開關(guān)S1的第一靜觸點1通過第一電阻R1與發(fā)光二極管LED1的正極連接，發(fā)光二極管LED1的負(fù)極連接電源地，振動開關(guān)的第四動觸點通過第二電阻R2連接電源電壓，振動開關(guān)的第五靜觸點與第一微控制器1（圖4中未標(biāo)出）的輸入端連接。振動開關(guān)未受到振動時，第三動觸點3與第二靜觸點2接通，第四動觸點4與第六靜觸點6接通，即發(fā)射信號觸發(fā)模塊處于非工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)射信號觸發(fā)模塊周圍產(chǎn)生振動，如有爆炸或者重錘錘擊時，振動開關(guān)S1接通，即第一動觸點1與第三靜觸點3接通、第四動觸點4與第五靜觸點5接通，此時發(fā)光二極管LED1閃亮，發(fā)射信號觸發(fā)模塊向第一微控制器1發(fā)出觸發(fā)信號。

本發(fā)明各個采集單元時鐘系統(tǒng)的時間對準(zhǔn)，即時間同步，優(yōu)選采用RBS時間同步機(jī)制。地震儀主機(jī)通過無線發(fā)射設(shè)備廣播一個時間同步（beacon）分組，各采集單元中的同步時間模塊均接收到無線發(fā)射設(shè)備廣播的時間同步（beacon）分組，各采集單元分別根據(jù)自己的本地時間記錄接收到時間同步（beacon）分組的時刻，然后交換它們記錄的時間同步（beacon）分組接收時間，兩個接收時間的差值相當(dāng)于兩個采集單元間的時間差值，其中一個采集單元可以根據(jù)這個時間差值更改它的本地時間，從而達(dá)到兩個采集單元的時間同步。n個采集單元的時間同步原理也是一樣，最后n個地震數(shù)據(jù)采集子站達(dá)到時間同步，即多個采集單元的時鐘系統(tǒng)的時間一致，達(dá)到了n個采集單元“對表”的目的。

地震儀主機(jī)廣播時間同步（beacon）分組，各采集單元的時間同步模塊接收到時間同步（beacon）分組后，各采集單元“對表”。當(dāng)發(fā)生炸藥爆炸或重錘敲擊時，震動設(shè)備產(chǎn)生地震波，無線發(fā)射設(shè)備立即向各個采集單元發(fā)出同步觸發(fā)信號，各采集單元的無線接收同步觸發(fā)設(shè)備接收到同步觸發(fā)信號后，各采集單元同步啟動采集，采集單元通過檢波器檢測地震波，各采集單元采集1024個點或者4096個點即停止采集。

一種無線傳輸?shù)卣饍x遠(yuǎn)距離無線同步觸發(fā)裝置采用無線發(fā)射設(shè)備和無線接收同步觸發(fā)設(shè)備結(jié)合實現(xiàn)同步觸發(fā)采集單元工作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通信距離遠(yuǎn)，成本低，結(jié)構(gòu)簡單。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。