本文主要研究内容
作者邢启阳（2019）在《分布式微地震数据采集节点的设计与实现》一文中研究指出：随着科学技术的不断发展,地球物理勘探技术也越来越受到人们的重视,尤其是微震监测技术。作为一种重要的安全监测手段,在矿山开采、桥梁建设、隧道施工、水坝监测、地下能源存储以及水利压裂能源开采等多个领域得到了广泛的应用。微地震数据采集节点做为微震监测系统中核心组成部分,其工作性能、数据采集质量以及多节点间采集数据的同步性对于微地震事件的定位、分析有着至关重要的影响。目前国内微地震监测设备发展缓慢,仪器大多依赖于进口,大部分设备不仅价格昂贵且针对不同施工环境通用性较差。鉴于此,研究具有高精度、高性能、低成本、通用性好的分布式微地震数采集节点具有重要意义。本课题以Zynq-7000系列FPGA器件为主导,采用软硬件协同设计的思想构建了多通道微地震数据采集节点的总体设计方案。其主要研究内容如下:1、针对前端信号采集单元设计了高保真信号调理电路,可针对传感器原始信进行1~64倍增益调节,并将其转换为差分信号,提高抗干扰能力。2、针对多通道并行采集需求,在Vivado平台下利用自顶向下的设计方法,通过Verilog硬件描述语言,开发了基于AXI总线的多通道32位高精度A/D转换控制IP核,实现了多通道的严格并行同步采集,用时兼具了采样通道剪裁与扩展功能。3、为最大程度上发挥出该芯片的优异性能以达到最佳的系统控制效果,ARM处理器加载嵌入式Linux操作系统,采用多线程编程技术在Eclipse平台下完成相关外设驱动及应用程序设计。4、为确保采集数据能够进行实时、高效、稳定地传输及存储,分别创建数据传输与存储线程。将采集到的数据存储到外部SD卡的同时通过基于TCP/IP协议的以太网实现远距离传输。与此同时线程中采用双缓存乒乓操作的机制,避免了线程调度对数据缓冲区造成访问冲突。5、嵌入式Linux中搭建FTP服务器便于调试过程中进行数据回收。6、为实现多节点间同步采集,在嵌入式Linux系统应用层移植PTP网络时钟同步协议,修改Linux内核添加PTP协议补丁程序,使之能够在MAC层获取时间戳信息。同比采用专用时钟芯片方案减小了硬件成本的同时提高了硬件设备的通用性,与纯软件方式实现PTP协议相比提高了同步精度。经测试该系统在采样率1ksps下等效噪声小于3uV,道间串扰最大可达-115dB,节点间同步精度达到亚微秒级满足设计需求。
Abstract
sui zhao ke xue ji shu de bu duan fa zhan ,de qiu wu li kan tan ji shu ye yue lai yue shou dao ren men de chong shi ,you ji shi wei zhen jian ce ji shu 。zuo wei yi chong chong yao de an quan jian ce shou duan ,zai kuang shan kai cai 、qiao liang jian she 、sui dao shi gong 、shui ba jian ce 、de xia neng yuan cun chu yi ji shui li ya lie neng yuan kai cai deng duo ge ling yu de dao le an fan de ying yong 。wei de zhen shu ju cai ji jie dian zuo wei wei zhen jian ce ji tong zhong he xin zu cheng bu fen ,ji gong zuo xing neng 、shu ju cai ji zhi liang yi ji duo jie dian jian cai ji shu ju de tong bu xing dui yu wei de zhen shi jian de ding wei 、fen xi you zhao zhi guan chong yao de ying xiang 。mu qian guo nei wei de zhen jian ce she bei fa zhan huan man ,yi qi da duo yi lai yu jin kou ,da bu fen she bei bu jin jia ge ang gui ju zhen dui bu tong shi gong huan jing tong yong xing jiao cha 。jian yu ci ,yan jiu ju you gao jing du 、gao xing neng 、di cheng ben 、tong yong xing hao de fen bu shi wei de zhen shu cai ji jie dian ju you chong yao yi yi 。ben ke ti yi Zynq-7000ji lie FPGAqi jian wei zhu dao ,cai yong ruan ying jian xie tong she ji de sai xiang gou jian le duo tong dao wei de zhen shu ju cai ji jie dian de zong ti she ji fang an 。ji zhu yao yan jiu nei rong ru xia :1、zhen dui qian duan xin hao cai ji chan yuan she ji le gao bao zhen xin hao diao li dian lu ,ke zhen dui chuan gan qi yuan shi xin jin hang 1~64bei zeng yi diao jie ,bing jiang ji zhuai huan wei cha fen xin hao ,di gao kang gan rao neng li 。2、zhen dui duo tong dao bing hang cai ji xu qiu ,zai Vivadoping tai xia li yong zi ding xiang xia de she ji fang fa ,tong guo Verilogying jian miao shu yu yan ,kai fa le ji yu AXIzong xian de duo tong dao 32wei gao jing du A/Dzhuai huan kong zhi IPhe ,shi xian le duo tong dao de yan ge bing hang tong bu cai ji ,yong shi jian ju le cai yang tong dao jian cai yu kuo zhan gong neng 。3、wei zui da cheng du shang fa hui chu gai xin pian de you yi xing neng yi da dao zui jia de ji tong kong zhi xiao guo ,ARMchu li qi jia zai qian ru shi Linuxcao zuo ji tong ,cai yong duo xian cheng bian cheng ji shu zai Eclipseping tai xia wan cheng xiang guan wai she qu dong ji ying yong cheng xu she ji 。4、wei que bao cai ji shu ju neng gou jin hang shi shi 、gao xiao 、wen ding de chuan shu ji cun chu ,fen bie chuang jian shu ju chuan shu yu cun chu xian cheng 。jiang cai ji dao de shu ju cun chu dao wai bu SDka de tong shi tong guo ji yu TCP/IPxie yi de yi tai wang shi xian yuan ju li chuan shu 。yu ci tong shi xian cheng zhong cai yong shuang huan cun ping pang cao zuo de ji zhi ,bi mian le xian cheng diao du dui shu ju huan chong ou zao cheng fang wen chong tu 。5、qian ru shi Linuxzhong da jian FTPfu wu qi bian yu diao shi guo cheng zhong jin hang shu ju hui shou 。6、wei shi xian duo jie dian jian tong bu cai ji ,zai qian ru shi Linuxji tong ying yong ceng yi zhi PTPwang lao shi zhong tong bu xie yi ,xiu gai Linuxnei he tian jia PTPxie yi bu ding cheng xu ,shi zhi neng gou zai MACceng huo qu shi jian chuo xin xi 。tong bi cai yong zhuan yong shi zhong xin pian fang an jian xiao le ying jian cheng ben de tong shi di gao le ying jian she bei de tong yong xing ,yu chun ruan jian fang shi shi xian PTPxie yi xiang bi di gao le tong bu jing du 。jing ce shi gai ji tong zai cai yang lv 1kspsxia deng xiao zao sheng xiao yu 3uV,dao jian chuan rao zui da ke da -115dB,jie dian jian tong bu jing du da dao ya wei miao ji man zu she ji xu qiu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南科技大学的邢启阳，发表于刊物西南科技大学2019-09-02论文，是一篇关于分布式论文,微地震数据采集论文,嵌入式论文,多线程论文,西南科技大学2019-09-02论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南科技大学2019-09-02论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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