隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)和地球物理技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,微震監(jiān)測技術(shù)已被廣泛運用于指導(dǎo)礦山、隧道、大壩的安全生產(chǎn),并且在油氣開采的水力壓裂中得到廣泛運用。但國內(nèi)微震監(jiān)測設(shè)備起步晚、發(fā)展慢、對外依賴度高,且伴隨著微震監(jiān)測設(shè)備對分辨率、精度、通道數(shù)等方面的更高要求,微震監(jiān)測的數(shù)據(jù)量越來越大,實質(zhì)上微震監(jiān)測的數(shù)據(jù)中有大量的冗余,有效地去除數(shù)據(jù)冗余,對微震監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸和存儲具有至關(guān)重要的影響,也對后期的地震數(shù)據(jù)處理具有重大的意義。在后期的地震數(shù)據(jù)處理中微震監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過采集節(jié)點間的時間一致性建立聯(lián)系,其采集節(jié)點之間的時間同步精度對微震定位的精度具有較大的影響。本文針對微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)量大與時間同步的問題,以STM32+FPGA為設(shè)計框架,主要完成了微地震數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計、微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化設(shè)計、微地震數(shù)據(jù)采集節(jié)點時間同步研究。主體研究工作體現(xiàn)在如下三個方面:第一,針對目前國內(nèi)微地震監(jiān)測設(shè)備對外依賴高的問題,研究實現(xiàn)了12路高精度、高分辨率的微地震數(shù)據(jù)采集單元。在硬件上設(shè)計了可對傳感器拾取的原始信號進(jìn)行1-128倍增益調(diào)節(jié)的信號調(diào)理電路,同時將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號以提高抗干擾能力。在邏輯代碼設(shè)計上... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRCT
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微地震采集節(jié)點時間同步研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 微地震監(jiān)測理論基礎(chǔ)
    2.2 微震監(jiān)測需求分析
    2.3 微地震數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計
    2.4 微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化方案設(shè)計
    2.5 節(jié)點時間同步方案設(shè)計
        2.5.1 GPS時間同步方案
        2.5.2 NTP時間同步方案
        2.5.3 PTP時間同步方案
    2.6 技術(shù)路線
    2.7 本章小結(jié)
3 微地震數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計
    3.1 硬件電路設(shè)計
        3.1.1 信號調(diào)理電路設(shè)計
        3.1.2 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        3.1.3 數(shù)據(jù)緩存電路設(shè)計
        3.1.4 SD卡數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計
        3.1.5 以太網(wǎng)傳輸電路設(shè)計
    3.2 邏輯設(shè)計
        3.2.1 ADC采集控制器設(shè)計
        3.2.2 SDRAM控制器設(shè)計
        3.2.3 SPI通信接口設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
4 微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化設(shè)計
    4.1 STA/LTA原理
    4.2 數(shù)字濾波器設(shè)計
    4.3 STA/LTA算法FPGA實現(xiàn)
        4.3.1 STA/LTA算法實現(xiàn)流程
        4.3.2 特征值生成模塊
        4.3.3 時窗均值求取模塊
    4.4 本章小結(jié)
5 微地震數(shù)據(jù)采集節(jié)點時間同步研究
    5.1 PTP時間同步技術(shù)
        5.1.1 PTP時間同步原理
        5.1.2 PTP時鐘類型
        5.1.3 PTP報文類型
        5.1.4 最佳主時鐘算法
    5.2 PTP協(xié)議狀態(tài)機設(shè)計
    5.3 PTP報文處理
        5.3.1 通知報文處理流程
        5.3.2 同步報文處理流程
        5.3.3 跟隨報文處理流程
        5.3.4 延時請求報文工作流程
        5.3.5 延時請求應(yīng)答報文工作流程
    5.4 時間戳獲取
    5.5 PTP時間同步實現(xiàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 測試與分析
    6.1 數(shù)據(jù)采集測試
        6.1.1 信號采集測試
        6.1.2 系統(tǒng)等效噪聲測試
    6.2 震動信號識別測試
        6.2.1 震動信號識別仿真分析
        6.2.2 震動信號識別實測分析
    6.3 時間同步測試分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3678554