分布式无线数据采集的实现

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1、中国科学技术大学硕士学位论文分布式无线数据采集的实现姓名：解子亮申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：武杰副2011-05-08摘要摘要近些年来，用于石油地震勘探的地震数据采集系统开始逐步引入无线传感器网络技术。但是目前适合石油地震勘探的无线传感器网络技术尚不成熟，存在着各种各样的问题。作者所在实验室研发的大型全数字地震仪系统也开始加入无线传感器网络，以便满足石油地震勘探中地震数据采集的各种需求。本文在调研了无线传感器网络和学习分布式无线数据采集实现过程中所用到的器件资料的基础上，初步实现了分布式无线数据采集系统的原型，并对数据采

2、集站体进行了多项测试和测试结果分析。具体所做工作和测试内容如下所述。设计完成了分布式无线数据采集平台主控系统。包括微处理器、可编程时钟合成器、电源模块等的硬件配置，以及对微处理器的驱动配置。通过在该平台中加入数据采集模块和无线通讯模块，并对这两个模块进行了软件配置，初步实现了分布式无线数据采集系统的原型。在对分布式无线数据采集站体数据采集模块的整合基础上，实现了对数据采集模块的测试。采集站体的采集模块使用的ADC是ADS1282。完成了对ADC的软件配置、被测信号的数据采集和AD性能测试软件的编写。通过AD测试，这款ADC的通道噪声RM

3、S值为1.59 uV，谐波畸变为-109.1 dB，动态范围为120.8 dB，测试结果表明该ADC的性能满足地震数据采集的需求。通过对分布式无线数据采集站体无线通讯模块的整合，实现了站体之间的无线通讯。该模块核心是CC1101。通过编写CC1101 的驱动配置及测试代码，实现了站体之间的无线通讯，并进行了无线通讯测试。累计无线通讯测试时间约为-102000分钟，无线通讯误码率小于9.5´10，表明无线通讯稳定可靠。在初步完成分布式无线数据采集系统的原型基础上，实现了一种用于分布式无线数据采集单元之间的时钟同步方法。通过无线通信用CPU

4、 的计数器记录站体之间发送接收数据包的时刻来实现时钟同步，通过无线通信用CPU的DAC调节压控振荡器来进一步提高时钟同步精度。并在主从机时钟同步和时钟没有同步两种情况下，进行了分布式数据采集和分析对比。在本文时钟同步测试中，时钟同步时主从机信号同步精度达到0.061ms，比时钟未同步时的1.27ms改善了很多。测试结果表明时钟同步对于提高分布式采集数据的同步性具有十分重要的意义。总之，本文初步实现了石油地震勘探中的分布式无线数据采集系统原型，为实验室的大型全数字地震仪系统研发项目中加入分布式无线数据采集网络做了I摘要一定的准备和铺垫工作

5、。关键词：地震勘探，无线，分布式数据采IIAbstract ABSTRACTInrecentyears,seismic data acquisitionsystemforseismic explorationforpetroleumbegantogradually introducewirelesssensornetworktechnology.Butnow wirelesssensornetworkused forthe oilseismicexplorationisnot yetmature,and there are kindso

6、fproblems.Large fulldigital seismographsystemwhichisresearched and developed bythe laboratorywherethe writer workshasbeguntojoin the wirelesssensornetworktomeetthe oilseismic explorationinthe seismic data acquisitionneeds.Based on investigation onthe wirelesssensornetwor

7、ksand the studyofthe devicesused in the realizationofthe distributed wirelesssensornetworks,thispaperrealizesinitiallythe prototype ofthe distributed wirelessdata acquisitionsystem,and hasa number oftestsonthe data collectionstationand analysesthe test results.The specif

8、ic contentofthe work and testing isdescribed asbelow.Designand complete distributed wirelessdataacquisi