本文關(guān)鍵詞：基于MEMS傳感器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)地震傳感器的設(shè)計(jì)　出處：《西安石油大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： MEMS傳感器 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 地震傳感器 姿態(tài)校正

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展和地震勘探新方法的提出,地震勘探裝備的數(shù)據(jù)處理能力有了大幅度提高。地震傳感器是地震勘探裝備的主要組成部分,提高地震傳感器的性能是提高地震勘探質(zhì)量的關(guān)鍵。但是針對(duì)復(fù)雜的地理環(huán)境,傳統(tǒng)的地震傳感器由于抗干擾能力弱、靈敏度低、布線困難、不易擴(kuò)展等弊端,已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代特殊環(huán)境下地震勘探的要求。針對(duì)上述問(wèn)題本文設(shè)計(jì)了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)地震傳感器系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多通道無(wú)線同步采集,并且可以消除傳感器安裝位置的影響,它可以廣泛應(yīng)用于地震監(jiān)測(cè)、石油勘探、導(dǎo)航系統(tǒng)和軍事上彈著點(diǎn)定位等領(lǐng)域。本文首先結(jié)合MEMS技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)制定了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)地震傳感器的系統(tǒng)方案。系統(tǒng)由地震采集單元和上位機(jī)控制單元組成,地震采集單元和上位機(jī)控制單元通過(guò)無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)傳輸,上位機(jī)控制單元發(fā)送控制指令,地震采集單元實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)上傳,利用GPS模塊產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)各地震采集單元的同步地震信號(hào)采集。然后設(shè)計(jì)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)地震傳感器系統(tǒng)的硬件電路,硬件電路包括主控制器模塊電路設(shè)計(jì)、MEMS傳感器模塊電路設(shè)計(jì)、無(wú)線模塊電路設(shè)計(jì)、GPS模塊電路設(shè)計(jì)和USB轉(zhuǎn)串口電路設(shè)計(jì)。最后提出了MEMS傳感器姿態(tài)自校正算法,完成了加速度傳感器自校軟件設(shè)計(jì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明姿態(tài)自校正算法可以消除傳感器安裝位置的影響。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)地震傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)組裝、模塊調(diào)試、野外同步采集實(shí)驗(yàn)和校正實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線同步地震信號(hào)采集,地震傳感器通過(guò)姿態(tài)自校正處理能夠消除傳感器安裝位置的影響,解決了特殊環(huán)境下地震傳感器布排困難的問(wèn)題。
[Abstract]:With the continuous development of computer technology and the new method of seismic exploration, the data processing capability of seismic exploration equipment has been greatly improved. Seismic sensor is the main component of seismic exploration equipment. Improving the performance of seismic sensor is the key to improve the quality of seismic exploration. However, in view of the complex geographical environment, the traditional seismic sensors are unable to meet the requirements of seismic exploration in modern special environment due to their weak anti-interference ability, low sensitivity, difficult wiring and difficult expansion. This paper designs a wireless network seismic sensor system, the system can realize multi channel wireless synchronous acquisition, and can eliminate the influence of the sensor position, it can be widely used in the field of earthquake monitoring, oil exploration, navigation and military impact location etc.. In this paper, the system scheme of wireless network seismic sensor is formulated by combining MEMS technology and wireless communication technology. Unit control system consists of seismic acquisition unit and PC, seismic data acquisition unit and PC control unit through the wireless module command and data transmission unit sends the control command to the host control machine, seismic acquisition unit to realize seismic data acquisition, data correction and data upload, produced by the GPS module of the second pulse signal to realize synchronous seismic signal the acquisition of seismic acquisition unit. Then the hardware circuit of wireless network seismic sensor system is designed. The hardware circuit includes main controller module circuit design, MEMS sensor module circuit design, wireless module circuit design, GPS module circuit design and USB serial port circuit design. Finally, the attitude self-tuning algorithm of MEMS sensor is proposed, and the self calibration software design of accelerometer is completed. It is proved by experiment that attitude self correction algorithm can eliminate the influence of sensor installation position. After the design of the wireless network seismic sensor system is completed, the system assembly, module debugging, field synchronous acquisition experiment and correction experiment are carried out. Experimental results show that the system can achieve wireless synchronous seismic signal acquisition, and the seismic sensor can eliminate the influence of sensor installation position through posture self correction, and solve the problem of layout of seismic sensors under special environment.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH763;TP212

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本文編號(hào)：1342385