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分布式电磁探测接收系统数据传输技术研究

作　者: 彭黎丽
导　师: 林君
学　校: 吉林大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 分布式 RS-485 通信协议 ZigBee 本地存储
分类号: P631.325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


近年来,矿产原料需求量急剧增加,迫切需要先进的勘查技术。然而,我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度方面却远远落后于发达国家。并且随着现代科学技术、工业技术和国防技术的发展,检测对象变得越来越复杂,地域分布也越来越广,对各种信息的综合分析也变得越来越重要。要求探测仪器朝着多通道,多功能,分布式方面发展。而快速、便捷、远距离的通信对于分布式电磁探测仪器系统至关重要。同时,分布式电磁探测系统的数据传输网络又不同于现在日常生活中普遍的计算机网络。电磁探测仪器系统对通信有特殊的要求。本文首先介绍了分布式电磁探测仪器系统的工作原理、系统组成结构及工作方式,分析计算了采集系统的数据量及对通信的要求。提出有线数据传输网络和无线传输网络相互协作的数据传输方案。通过分析各种串行标准的特点,选择了实用且易于实现的RS-485标准组建有线传输网络。设计了分布式电磁探测系统有线网络的硬件电路和软件程序。制定了通信协议的框架、各层的具体实现目标及实现内容。实现了RS-485总线网络在分布式电磁探测系统中的可靠应用。同时根据系统的应用需求,给出了子站采集系统和主机监控系统间的数据无线传输组网方案并提出本地存储方案,结合无线传输网既提高野外工作的效率,也保证数据安全。最后,论文对所做工作进行了总结,为了完善系统设计,提出了其后续设计和研究的一些建议。

全文目录


内容提要  4-8
第1章 绪论  8-11
  1.1 课题研究背景及意义  8
  1.2 研究现状  8-9
  1.3 论文研究内容  9-11
第2章 分布式电磁探测仪器工作原理  11-19
  2.1 分布式电磁探测原理及工作方式  11-14
    2.1.1 激发极化法测量原理及工作方式  11-12
    2.1.2 大地电磁测深法测量原理及工作方式  12-13
    2.1.3 可控源音频大地电磁法测量原理  13-14
  2.2 分布式电磁探测系统组成及野外布置方式  14-16
    2.2.1 分布式探测系统体系结构  14-15
    2.2.2 分布式电磁探测系统的野外布置方式  15-16
  2.3 分布式电磁探测系统采集数据量分析  16
  2.4 分布式电磁探测系统组网方案选择  16-19
第3章 分布式电磁探测系统的有线传输网络研究  19-41
  3.1 RS-485标准  19-20
  3.2 分布式电磁探测系统RS-485通信网络硬件设计  20-23
    3.2.1 系统RS-485网络组成  20
    3.2.2 通信单元设计  20-23
  3.3 电磁探测系统通信协议设计  23-31
    3.3.1 引言  23-24
    3.3.2 物理层设计  24
    3.3.3 数据链路层设计  24-28
    3.3.4 应用层设计  28-31
  3.4 下位机通信软件设计  31-34
    3.4.1 下位机程序设计  31-33
    3.4.2 编程中要注意的细节  33-34
  3.5 RS-485网络可靠性设计  34-39
    3.5.1 布线连接方式设计  35-36
    3.5.2 总线匹配网络设计  36
    3.5.3 网络失效保护设计  36-38
    3.5.4 接地和隔离系统的设计  38-39
  3.6 RS-485网络应用于电磁探测系统的常见故障及处理方法  39-41
第4章 基于ZigBee技术的分布式无线传输网络的实现  41-56
  4.1 引言  41-42
  4.2 ZigBee技术特点及应用前景  42-43
    4.2.1 ZigBee技术特点  42
    4.2.2 ZigBee技术在现代工业现场控制领域的应用前景  42-43
  4.3 基于ZigBee的无线分布式电磁探测系统组成  43-47
    4.3.1 分布式电磁系统无线网络技术要求  43
    4.3.2 分布式电磁系统无线节点的设计  43-46
    4.3.3 分布式电磁系统无线组网方式  46-47
  4.4 无线网络测试及其待解决的问题  47-50
    4.4.1 网络测试及分析  47-49
    4.4.2 需要解决的问题  49-50
  4.5 本地存储方案的设计与实现  50-56
    4.5.1 存储方式的确定  50
    4.5.2 大容量本地存储系统的硬件设计  50-51
    4.5.3 存储系统软件设计  51-55
    4.5.4 结论  55-56
第5章 测试结果及分析  56-60
  5.1 有线网络性能测试  56-57
  5.2 无线网络性能测试  57-60
    5.2.1 系统技术指标  57
    5.2.2 网络性能测试  57-59
    5.2.3 存储测试  59-60
第6章 全文总结及下一步工作建议  60-62
  6.1 研究工作成果及总结  60-61
  6.2 进一步研究建议  61-62
参考文献  62-64
致谢  64-65
摘要  65-67
ABSTRACT  67-69
导师及作者简介  69

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 电法勘探 > 方法 > 电磁法
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