一種海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，包括信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制核心、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通訊電路和電源管理電路，其中：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制核心通過(guò)控制電源管理電路來(lái)選擇供電源；單片機(jī)控制核心控制模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集經(jīng)過(guò)放大、濾波等調(diào)理后的信號(hào)，得到的數(shù)字信息一方面存到大容量SD卡，另一方面通過(guò)通訊電路傳給水面PC機(jī)。本實(shí)用新型采用微小體積，安裝在電極處，在最短距離內(nèi)將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最大程度避免了模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中受發(fā)送電纜大功率信號(hào)的干擾和道間串?dāng)_，提高測(cè)量精度；采用RS-485網(wǎng)絡(luò)在電纜中傳輸數(shù)字信號(hào)，減少了電纜芯數(shù)，減輕了電纜重量，便于運(yùn)輸與拖動(dòng)作業(yè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)采集電路，尤其是涉及一種用于海洋電法探測(cè)中的信號(hào)采集電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在各種海洋勘探方法中，海洋電法勘探是根據(jù)海底沉積物乃至地殼中不同物質(zhì)之間存在的電磁性質(zhì)差異，通過(guò)觀(guān)測(cè)天然的或人工激發(fā)的電場(chǎng)、電磁場(chǎng)分布特征，來(lái)研究海底地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源分布，解決工程、環(huán)境、災(zāi)害等地質(zhì)問(wèn)題的一類(lèi)地球物理勘探方法。在海上地震勘探難以發(fā)揮作用的特殊地質(zhì)情況下，海洋電法可以提供海底深部構(gòu)造的重要信息。近些年，海洋電法的研究與應(yīng)用得到蓬勃發(fā)展，成為海洋勘探方法中炙手可熱的一個(gè)研究方向。
[0003]目前在國(guó)內(nèi)海洋拖曳式電法探測(cè)中，國(guó)家海洋局第一海洋研究所與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)合作，研制出了一套海洋雙頻激電探測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多次海洋實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了其在該領(lǐng)域取得了重大突破并積累了大量非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。該海洋雙頻激電儀的接收機(jī)在采集雙頻激電信號(hào)時(shí)，采用集中式的數(shù)據(jù)采集方式。多個(gè)接收電極連接在一條多芯電纜上，多路信號(hào)通過(guò)電纜內(nèi)的模擬信號(hào)傳輸線(xiàn)送入接收機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。該方式類(lèi)似于集中式的多道地震采集系統(tǒng)的工作方式，主要存在以下不足:首先，由于多個(gè)通道的模擬信號(hào)都在接收纜內(nèi)傳輸，而模擬信號(hào)容易受發(fā)送電纜大功率信號(hào)的干擾和道間串?dāng)_，影響系統(tǒng)測(cè)量精度并且由于信號(hào)衰減通信距離受限進(jìn)一步限制了數(shù)據(jù)采集通道數(shù)。并且模擬信號(hào)需要單獨(dú)的線(xiàn)路傳輸，多通道數(shù)據(jù)采集會(huì)增加電纜的芯數(shù)，會(huì)增加電纜的直徑，導(dǎo)致電纜變得笨重，在拖曳工作與運(yùn)輸過(guò)程中將非常不方便，而海洋作業(yè)環(huán)境又非常惡劣，電纜容易受到損壞，不易維修和更換。其次，隨著通道數(shù)增加，電纜直徑增加，會(huì)增加電纜的密封難度和成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種體積微小，易于密封的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，可以將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)在電纜中傳輸，提高測(cè)量精度，減少電纜芯數(shù)，減輕電纜重量。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:在每個(gè)接收電極處密封一個(gè)信號(hào)采集電路，將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送到電纜上，多個(gè)接收電極處的采集電路通過(guò)RS-485通訊組成采集網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸?shù)絇C機(jī)上，減少電纜芯數(shù)。
[0006]所述每個(gè)信號(hào)采集電路包括信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、作為控制核心的單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通訊電路、實(shí)時(shí)監(jiān)控電路和電源管理電路。其中，所述單片機(jī)是信號(hào)采集的核心，由單獨(dú)的電池供電，它接收PC機(jī)發(fā)送來(lái)的指令控制電源管理單元選擇其他模塊電路由外部供電還是電池供電，并返回供電電壓值；在單片機(jī)控制下，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集電信號(hào)，將得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到大容量SD卡，并通過(guò)RS-485通訊電路傳給水面PC機(jī)。
[0007]所述電源管理電路供電方式選擇由外部供電或由自帶的電池供電。當(dāng)采用外部供電時(shí)，由外部電源線(xiàn)給電路提供電源。為了提高電能傳輸效率，減小能力損耗，將采用24V或者36V電壓輸電，通過(guò)降壓芯片將其轉(zhuǎn)成低電壓使用。為了減小降壓電路的功率損耗，電壓轉(zhuǎn)換電路選擇高效率的DC/DC芯片，同時(shí)，為了降低因DC/DC引入的電源噪聲，DC/DC后面再接一級(jí)低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器。
[0008]所述單片機(jī)采用低功耗MSP430F1611單片機(jī)，用于控制串口通訊模塊、日歷時(shí)鐘模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、選擇供電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
[0009]所述單片機(jī)包括有兩個(gè)串口:一個(gè)與水面PC機(jī)通訊，執(zhí)行包括狀態(tài)檢測(cè)信息、啟動(dòng)與結(jié)束工作、參數(shù)設(shè)置的功能；另一個(gè)通過(guò)串口分時(shí)復(fù)用，分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘和存儲(chǔ)模塊通τΗ ο
[0010]所述信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用一個(gè)3輸入通道的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換電路對(duì)3通道的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別來(lái)自相鄰三個(gè)通道的電極輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)前端差分輸入偏壓后，送入前置程控放大器進(jìn)行放大，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)二階的巴特沃斯低通濾波器后送入24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器中。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下，把采集的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)SPI總線(xiàn)將得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大容量SD卡里，并通過(guò)RS-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C機(jī)。
[0011]所述通訊電路包括232串口通訊、帶光電隔離的485通訊，其中:單片機(jī)與水面PC機(jī)采用光隔離的485通訊；單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用232串口通訊。通訊內(nèi)容包括單片機(jī)與PC機(jī)通訊，包括數(shù)據(jù)和指令的傳輸，串口的分時(shí)復(fù)用，命令的識(shí)別，數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)，通訊故障識(shí)別和處理；單總線(xiàn)讀取和設(shè)定日歷時(shí)鐘的基準(zhǔn)時(shí)間和設(shè)置鬧鐘時(shí)間，以及包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)警判斷和打包上發(fā)PC機(jī)系統(tǒng)。
[0012]所述實(shí)時(shí)監(jiān)控電路由單片機(jī)控制核心通過(guò)串口分時(shí)復(fù)用方式獲得電壓、溫度信息,實(shí)時(shí)上傳至水面PC機(jī)。
[0013]由于信號(hào)采集電路在工作的時(shí)候會(huì)長(zhǎng)期處于海底使用電池供電，因此，在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)和采集網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候考慮到了其低功耗性能。采用如下方法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，選擇自身功耗低的器件。如本實(shí)用新型選擇了 MSP430系列的低功耗單片機(jī)，當(dāng)其處于LPM3模式休眠的時(shí)候，消耗電流僅有0.1 μ A ;使用低電壓電源，節(jié)點(diǎn)使用3V為系統(tǒng)電源，降低電壓能明顯降低各個(gè)芯片和電路的功耗；盡量關(guān)閉不需要的資源，比如單片機(jī)的定時(shí)器等資源，在使用完成后隨時(shí)關(guān)閉；通訊器件默認(rèn)關(guān)閉，在發(fā)送和接收時(shí)使能，各暫時(shí)不使用的存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片等，取消片選信號(hào)；單片機(jī)片外器件的電源盡量由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)可關(guān)斷控制，如信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電源通過(guò)一個(gè)CMOS器件控制，單片機(jī)可以在其不工作的時(shí)候整體關(guān)斷該模塊的電源，最大化的節(jié)省功耗；充分利用單片機(jī)的休眠模式和中斷功能，讓其在絕大部分時(shí)間里處于休眠狀態(tài)。
[0014]信號(hào)采集電路需要密封進(jìn)電纜接頭的防水艙內(nèi)，為了密封、輕便和抗壓性，使裝置能適應(yīng)更深的水域工作，需要小體積。采用了如下措施實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的體積微型化:元器件和接插件盡量采用最小的封裝。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中大部分的芯片都是扁平貼片封裝，電阻電容使用0402的封裝尺寸，最大限度的節(jié)約了空間；電路簡(jiǎn)潔，電路板繪制成4層PCB板，增加了走線(xiàn)的面積，壓縮了節(jié)點(diǎn)的整體體積；由于系統(tǒng)使用電池供電，降低了系統(tǒng)的功耗后，在同樣使用時(shí)間下可以使電池的容量和體積減小，也能實(shí)現(xiàn)整體體積的減小。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的框圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型信號(hào)采集的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不是限制其保護(hù)范圍的。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型包括信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、RS-485通訊電路和電源管理電路。其中:單片機(jī)是信號(hào)采集和控制的核心，由單獨(dú)的電池供電，它接收PC機(jī)發(fā)送來(lái)的指令控制電源管理單元選擇其他模塊電路由外部供電還是電池供電，并返回供電電壓值；在單片機(jī)控制下，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集電信號(hào)，得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到大容量SD卡，并通過(guò)RS-485通訊電路傳給水面PC機(jī)。其中，
[0020]1.電源管理電路:包括供電源選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分。
[0021]系統(tǒng)可以選擇由外部供電或由自帶的電池供電。電壓轉(zhuǎn)換部分采用多個(gè)不同型號(hào)隔離型DC/DC的電壓轉(zhuǎn)換模塊，其對(duì)外部供電或由自帶的電池供電電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的電源，供給電路各模塊。
[0022]2.信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路:
[0023]采用一個(gè)3輸入通道的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換電路對(duì)3通道的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別來(lái)自相鄰三個(gè)通道的電極輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)前端差分輸入偏壓后，送入前置程控放大器進(jìn)行放大，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)二階的巴特沃斯低通濾波器后送入24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，如圖2所示。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下，把模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)SPI總線(xiàn)將得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大容量SD卡里，并通過(guò)RS-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C機(jī)。
[0024]3.單片機(jī)主控單元:
[0025]采用低功耗單片機(jī)MSP430F1611為控制核心，主要包括以下模塊:串口模塊，日歷時(shí)鐘模塊，SD卡存儲(chǔ)模塊，看門(mén)狗模塊。
[0026]串口模塊:本系列單片機(jī)有兩個(gè)串口，一個(gè)與水面PC機(jī)通訊。另一個(gè)通過(guò)串口分時(shí)復(fù)用，分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)電路通訊。
[0027]日歷時(shí)鐘模塊(芯片型號(hào)DS1306)主要有三個(gè)作用:為測(cè)量數(shù)據(jù)的分析提高準(zhǔn)確的時(shí)間信息；為系統(tǒng)定時(shí)啟動(dòng)或停止測(cè)量提供外部中斷；可用作外部定時(shí)復(fù)位。
[0028]單片機(jī)是信號(hào)采集電路的控制核心，主要功能是通過(guò)接收水面PC機(jī)的通訊指令來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作:開(kāi)機(jī)自檢、啟動(dòng)與結(jié)束工作和參數(shù)設(shè)置。當(dāng)與PC機(jī)的通訊中斷時(shí)，單片機(jī)能自動(dòng)接管，完成正常數(shù)據(jù)采集。當(dāng)預(yù)設(shè)定的時(shí)刻到達(dá)時(shí)(日歷時(shí)鐘產(chǎn)生中斷)，將觸發(fā)單片機(jī)啟動(dòng)測(cè)量工作；到預(yù)設(shè)定結(jié)束時(shí)刻時(shí)能自動(dòng)停止工作。
[0029]單片機(jī)控制核心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)主控單元)軟件的流程框圖見(jiàn)圖3。主要流程是:上電后，程序進(jìn)入初始化子函數(shù)，主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、串口初始化、Micro SD卡檢測(cè)與初始化。初始化完成后讀取存在防掉電存儲(chǔ)器內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)值，判斷上次掉電時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。若上次是在工作狀態(tài)時(shí)非正常復(fù)位，則系統(tǒng)直接進(jìn)入工作狀態(tài)，否則進(jìn)入休眠等待串口中斷發(fā)生。串口產(chǎn)生中斷后，程序可以做出以下三種任務(wù):參數(shù)設(shè)置、文件讀取、進(jìn)入工作。三種任務(wù)的程序出口都是返回到繼續(xù)等待串口中斷，直到下一個(gè)任務(wù)產(chǎn)生。
[0030]4.RS-485 通訊電路:
[0031]通訊方式包括232串口通訊、帶光電隔離的485通訊。其中，單片機(jī)與水面PC機(jī)通訊使用光隔離的485通訊；單片機(jī)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用232通訊。通訊主要作用是實(shí)現(xiàn)水面PC機(jī)系統(tǒng)與單片機(jī)的指令和數(shù)據(jù)傳輸，參數(shù)的修改，監(jiān)測(cè)狀態(tài)的讀取等。
[0032]本實(shí)用新型考慮到拖曳作業(yè)的特殊性，做了如下的設(shè)計(jì):
[0033]信號(hào)采集電路需要密封進(jìn)電纜接頭的防水艙內(nèi)，為了密封、輕便和抗壓性，使裝置能適應(yīng)更深的水域工作，需要小體積。采用了如下措施實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的體積微型化:元器件和接插件盡量采用最小的封裝。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中大部分的芯片都是扁平貼片封裝，電阻電容使用0402的封裝尺寸，最大限度的節(jié)約了空間；電路簡(jiǎn)潔，電路板繪制成4層PCB板，增加了走線(xiàn)的面積，壓縮了節(jié)點(diǎn)的整體體積；由于系統(tǒng)使用電池供電，降低了系統(tǒng)的功耗后，在同樣使用時(shí)間下可以使電池的容量和體積減小，也能實(shí)現(xiàn)整體體積的減小。
[0034]由于信號(hào)采集電路在工作的時(shí)候會(huì)長(zhǎng)期處于海底使用電池供電，因此，在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)和采集網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候考慮到了其低功耗性能。采用如下方法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，選擇自身功耗低的器件。如本系統(tǒng)選擇了 MSP430這個(gè)低功耗系列的單片機(jī)，當(dāng)其處于LPM3模式休眠的時(shí)候，消耗電流僅有0.1 μ A。使用低電壓電源，節(jié)點(diǎn)使用3V為系統(tǒng)電源，降低電壓能明顯降低各個(gè)芯片和電路的功耗；盡量關(guān)閉不需要的資源。比如單片機(jī)的定時(shí)器等資源，在使用完成后隨時(shí)關(guān)閉；通訊器件默認(rèn)在發(fā)送關(guān)閉，接收使能狀態(tài)，各暫時(shí)不使用的存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片等，取消片選信號(hào)；單片機(jī)片外器件的電源盡量由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)可關(guān)斷控制。如信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電源通過(guò)一個(gè)CMOS器件控制，單片機(jī)可以在其不工作的時(shí)候整體關(guān)斷該模塊的電源，最大化的節(jié)省了功耗；充分利用單片機(jī)的休眠模式和中斷功能，讓其在絕大部分時(shí)間里處于休眠狀態(tài)。
[0035]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:
[0036]單片機(jī)是整個(gè)信號(hào)采集電路的核心，接收水面PC機(jī)的命令執(zhí)行開(kāi)機(jī)自檢、啟動(dòng)與結(jié)束工作、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)回放等任務(wù)。單片機(jī)與水面PC機(jī)通訊意外中斷或者有意設(shè)定時(shí)，水下控制系統(tǒng)能及時(shí)判斷故障，進(jìn)入程序自容模式，即單片機(jī)在沒(méi)有水面PC機(jī)指令下自動(dòng)接管整個(gè)信號(hào)采集的工作，完成預(yù)設(shè)的任務(wù)。
[0037]系統(tǒng)首先選擇供電源。自檢操作中，單片機(jī)依次打開(kāi)各個(gè)設(shè)備，并與之通信，若通信正常，且各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)異常，則認(rèn)為自檢通過(guò)。若通訊失敗，或者某項(xiàng)信息異常，則單片機(jī)將發(fā)出故障信號(hào)給水面PC機(jī)。
[0038]參數(shù)設(shè)置中，單片機(jī)先打開(kāi)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，然后將水面PC機(jī)下發(fā)的參數(shù)(包括定時(shí)啟動(dòng)與結(jié)束測(cè)量時(shí)間，數(shù)據(jù)上傳間隔時(shí)間，時(shí)間校準(zhǔn)等)，發(fā)送給單片機(jī)。單片接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行防掉電存儲(chǔ)，并上發(fā)指令表示參數(shù)設(shè)置成功。單片機(jī)收到指令后關(guān)閉模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，并回復(fù)水面PC機(jī)參數(shù)設(shè)置成功。
[0039]工作中，單片機(jī)等待PC機(jī)下發(fā)啟動(dòng)測(cè)量的命令。若沒(méi)有下發(fā)該命令，當(dāng)預(yù)設(shè)啟動(dòng)測(cè)量時(shí)刻到達(dá)時(shí)，單片機(jī)將命令模數(shù)轉(zhuǎn)換電路開(kāi)啟工作。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，一面通過(guò)SPI總線(xiàn)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡在，一方面通過(guò)RS-485總線(xiàn)將數(shù)據(jù)上發(fā)至水面PC機(jī)。當(dāng)水面PC機(jī)下發(fā)結(jié)束測(cè)量命令或者預(yù)設(shè)的結(jié)束測(cè)量時(shí)刻到達(dá)時(shí)，單片機(jī)命令模數(shù)轉(zhuǎn)換電路退出工作，并關(guān)閉電源。
[0040]上述實(shí)例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于該電路包括信號(hào)調(diào)理與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制核心、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通訊電路和電源管理電路，其中:單片機(jī)控制核心通過(guò)控制電源管理電路來(lái)選擇供電源；單片機(jī)控制核心控制模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集經(jīng)過(guò)放大、濾波等調(diào)理后的信號(hào)，得到的數(shù)字信息一方面存到大容量SD卡，另一方面通過(guò)通訊電路傳給水面PC機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用一個(gè)3輸入通道的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換電路對(duì)3通道的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別來(lái)自相鄰3個(gè)通道的電極輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)前端差分輸入偏壓后，送入前置程控放大器進(jìn)行放大，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)二階的巴特沃斯低通濾波器后送入24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述單片機(jī)控制核心采用低功耗MSP430F1611單片機(jī)為控制核心，主要控制串口通訊模塊、日歷時(shí)鐘模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、多路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)及指示模塊工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述單片機(jī)控制核心有兩個(gè)串口，一個(gè)與水面PC機(jī)通訊，執(zhí)行包括狀態(tài)檢測(cè)信息、啟動(dòng)與結(jié)束工作、參數(shù)設(shè)置；另一個(gè)通過(guò)串口分時(shí)復(fù)用，分別與數(shù)據(jù)采集電路模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于當(dāng)與水面PC機(jī)的通訊中斷時(shí)，單片機(jī)能自動(dòng)接管，當(dāng)預(yù)設(shè)定的時(shí)刻到達(dá)時(shí)，將觸發(fā)單片機(jī)啟動(dòng)測(cè)量工作；到預(yù)設(shè)定結(jié)束時(shí)刻時(shí)能自動(dòng)停止測(cè)量工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述電源管理電路包括供電源選擇部分和電壓轉(zhuǎn)換部分，其中:供電源選擇部分使用單片機(jī)選擇外部供電或自帶電池供電；電壓轉(zhuǎn)換部分把外部提供或自帶的電池電壓轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的電源電壓供電路各模塊使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述通訊單元包括232串口通訊、帶光電隔離的485通訊，其中:單片機(jī)與水面PC機(jī)通訊使用232串口 ；單片機(jī)與數(shù)據(jù)采集單元通訊使用232通訊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋電法探測(cè)信號(hào)采集電路，其特征在于所述通訊電路包括232串口通訊、帶光電隔離的485通訊，通訊內(nèi)容主要包括單片機(jī)控制核心與PC機(jī)通訊，包括數(shù)據(jù)和指令的傳輸，串口的分時(shí)復(fù)用，命令的識(shí)別，數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)，通訊故障識(shí)別和處理；單總線(xiàn)讀取和設(shè)定日歷時(shí)鐘的基準(zhǔn)時(shí)間和設(shè)置鬧鐘時(shí)間，以及包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)警判斷和打包上發(fā)PC機(jī)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01V3/08GK203930088SQ201420342031
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鄭彥鵬, 李先鋒, 吳偉, 李志華, 曾信 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第一海洋研究所, 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）