三维电阻率法的电极通信设计.pdf

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1、第27卷第1期地质V01．27NO．12011矩1月GeologyJan．2O11三维电阻率法的电极通信设计①钟念兵，刘庆成，陈辛，胡琚琚，陈辉(东华理工大学核I程技术学院，江西抚州344000)[摘要]采用主从站式结构，利用现有的可靠性高的CAN总线及RS485总线构建三维电法勘探数据采集网络，重点探讨了通信方式的选择及通信网的构建，并给出了采集点的观测方式。通过各种通信网络的分析和采集时间计算分析，发现主从站式CAN—RS485两级通信网络能达到三维电阻率法勘探要求。对于盲矿勘查中电极通信设计具有一定的指导意义。[关键词]CAN总线；三维电阻率法；数据采集网络；电极通信；电极

2、观测方式[文章编号]1O0o_o658(2o11)O1—0056—05[中图分类号]TH763．1；P631．322[文献标识码]A三维电阻率测量法可以不同的角度进行成本的通讯方式。单一网络能够连接32节数据处理，通过对各个切片进行分析，得到点，距离达到1．2km。在这种较复杂的网络丰富的地下介质的电信息，从而达到对目标结构中，很难保证数据的实时性及网络的可的全面透视，得到地下介质清晰的电性结构。靠性。所以三维电阻率法与传统电法勘探相比，具有1．2调制解调勘查数据丰富，能更好地反映地质结构的特征。调制解调即用模拟信号传输线路来传输对选择靶区和缩小靶区都是有意义的。数字信号。此方式

3、虽然能够实现远距离的数据通讯，但构建多点网络很麻烦，成本较高。在三维电阻率法勘查中，由于电极数量1．3无线通讯较多，所有的电极既是供电电极，又是测量无线通讯通常成本和功率都较低。但只电极，并且所有的电极测量必须在规定的时适合短距离、小范围内通讯。属于小范围使间内完成，所采集数据才具有可比性和有效用的现场网络。性。故其数据的采集和通信方式，以及速度1．4现场总线CAN-busl1就显得尤为重要。CAN—bus主要用于汽车内部单元与控制中心之间的数据通讯。由于其良好的性能，1通信方式选择被广泛应用于其他领域中，如工业自动化、1．1串行通讯RS485汽车电子、楼宇建筑等诸多领域。RS4

4、85支持双向、多点通信，是一种低现场总线CAN—bus的特点l2]：①科技部国际合作项目(2OO7DFA2O79O)资助研究成果。[收稿日期]2009—09—02[改回日期]2009—11-28[作者简介]钟念兵(1982一)，男，助教，东华理工学院在读硕士研究生，从事核辐射测量及地质勘探仪器研究。E-mail：mihaj2000@163．com第1期钟念兵，等：三维电阻率法的电极通信设计’57’(1)传输可靠，实时性高；通过以上的比较，我们采用主从站方式(2)传输距离远(无中继时，最远可达进行网络通讯设计。在主站和子站之间采用10km)，传输速度快(最高可达1Mbps)；CAN

5、总线。采集子站和电极之间采用RS485(3)单条总线最多可接110个节点；总线。(4)总线上各个节点的地位平等，可实时传输；2电极通讯硬件设计(5)总线利用率高；(6)出错的CAN节点会自动关闭并切断2．1硬件结构组成和总线的联系，不影响总线通讯；主站由PC机和CAN—PCI转换卡构成。(7)总线系统结构简单，性价比高。匹配电阻图1系统硬件结构图Fig．1Hardwarestructureofthesystem采集子站由ARM处理器进行控制、测量及电最后的数据处理，子站负责与电极的通信和极转换，并将结果通过cAN传送给主机进行电极数据的采集。数据分析。考虑到成本因素，采集子站和电

6、2．2RS485串口通信控制E2,3极之间采用RS485总线结构。每个采集子站RS485是一种典型的串行通讯标准，定能带16个电极。每个电极通过继电器进行供义了电压阻抗等。ARM处理器通过RS485总电电极、参考电极、测量电极的转换。线与智能电极相连。在智能电极中，由单片电源的断开和闭合由主站通过CAN总线机控制继电器进行电极功能的切换。子站直接控制。在不工作状态下，采集子站断开ARM处理器通过RS485总线向智能电极传送所有电极和电源的连接。开始供电前，由主控制命令。电路如图2所示。站的PC机通过CAN总线闭合电源开关。电串行口通信方式如下：源便通过独立的电源线向各采集子站供电

7、。(1)ARM处理器向各个智能电极编程各个采集子站在接收到主站发送过来的接通TMOD寄存器，确定_丁作方式。静止T1电极命令后，才将电源线与电极接通供电。中断；没有与电源接通的电极就仍然是测量电极，(2)按波特率要求设置SMOD以及装载接通电源的那个电极成为供电电极。T1的初始值；在整个结构中，主站负责通信总控制和(3)编程SCON确定串口的T作方式；·58·铀矿地质第27卷图2RS485接口电路Fig．2InterfacecircuitofRS485(4)按TMOD寄存器接通相