專(zhuān)利名稱(chēng)：基于3gs的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)核譜數(shù)據(jù)，溫 度、濕度等環(huán)境參數(shù)，GPS定位，現(xiàn)場(chǎng)視頻等多參數(shù)核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和基于GIS組件開(kāi)發(fā)的 核勘查信息處理系統(tǒng)。不僅可以提高核地球物理勘探領(lǐng)域的整體技術(shù)水平，還可以對(duì)在其 他領(lǐng)域的應(yīng)用有很大的借鑒和參考價(jià)值。
背景技術(shù)：
目前，便攜式核勘查數(shù)據(jù)采集主要采用單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)，大多只是完成譜數(shù) 據(jù)采集和簡(jiǎn)單處理，有的將GPS嵌入到采集系統(tǒng)，但還都是采用外置GPS模塊，僅完成了定 位的一體化，而實(shí)際勘查工作還需要的環(huán)境信息，包括溫度、濕度、地質(zhì)、地貌等信息，都不 能同時(shí)自動(dòng)數(shù)字化采集，如果需要，還須手動(dòng)記錄。而在信息處理方面，在核勘查領(lǐng)域中，地 理信息系統(tǒng)的應(yīng)用仍處于研究和實(shí)踐的初級(jí)階段。核地球物理勘查數(shù)據(jù)處理通常采用的方 法是使用一些軟件如CAD直接生成等值線圖，彩色圖像等與地理地形脫節(jié)的圖形圖像；或 者直接利用地理信息系統(tǒng)軟件，如ArcGIS、MapGIS、 Map Info和SuperMap等，來(lái)做數(shù)據(jù)的分 析處理工作，但與核地球物理勘查數(shù)據(jù)處理的實(shí)際情況相分離，越來(lái)越不能滿(mǎn)足核地球物 理勘查工作的要求了。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種多參數(shù)一體化核數(shù)據(jù)采集和 處理系統(tǒng)，該基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，針對(duì)目前核勘查領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與信息 處理的應(yīng)用要求，將藍(lán)牙、GPS、GPRS或USB及視頻技術(shù)應(yīng)用于野外核勘查數(shù)據(jù)采集中，以無(wú) 線移動(dòng)手持設(shè)備為野外工作平臺(tái)，同時(shí)完成野外GPS定位及核能譜數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)溫濕度等參 數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)視頻的采集和處理，并將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或USB傳送給計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜 的處理，利用地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)獲取、管理、分析和展示空間相關(guān)信息，將結(jié)果反映在 地形圖上。這樣，既實(shí)現(xiàn)了儀器輕便化、多參數(shù)一體化，又充分利用了資源，實(shí)現(xiàn)了高效率、 高精度、多參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和處理與圖形圖像的顯示。不僅可以提高核地球物理勘探領(lǐng)域 的整體技術(shù)水平，還可以對(duì)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用有很大的借鑒和參考價(jià)值。 為能達(dá)到上述發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系 統(tǒng)，其特征在于包括核輻射多道脈沖幅度分析器、數(shù)據(jù)采集分析模塊和核勘查信息處理模 塊三個(gè)部分；所述數(shù)據(jù)采集分析模塊包括GPS接收處理、核譜數(shù)據(jù)的采集控制和現(xiàn)場(chǎng)視頻 采集三部分，選用內(nèi)置GPS和照相/攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備；所述核勘查信息處理模塊 運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，主要包括勘查數(shù)據(jù)的處理、GIS下的成圖成像等功能；所述核輻射多道脈 沖幅度分析器，完成核譜數(shù)據(jù)與溫度、濕度等數(shù)據(jù)的獲取，與數(shù)據(jù)采集分析模塊的無(wú)線移動(dòng) 手持設(shè)備之間通過(guò)藍(lán)牙接口通訊；所述數(shù)據(jù)采集分析模塊的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備和計(jì)算機(jī)之 間通過(guò)USB接口或GPRS傳輸數(shù)據(jù)。 按照本實(shí)用新型提供的基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集分析模塊采用內(nèi)置GPS和照相/攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備，集GPS接收處理、核譜 數(shù)據(jù)的采集控制和現(xiàn)場(chǎng)視頻采集為一體。 按照本實(shí)用新型提供的基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于所述的 核輻射多道脈沖幅度分析器集溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)和核譜數(shù)據(jù)的多參數(shù)數(shù)據(jù)采集，其與 數(shù)據(jù)采集分析模塊通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線接口通訊。 按照本實(shí)用新型提供的基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于所述核 勘查信息處理模塊運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，基于GIS的組件開(kāi)發(fā)完成，主要包括勘查數(shù)據(jù)的處理、 GIS下的成圖成像等功能。 通過(guò)上面的敘述可以看出，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用模塊化 設(shè)計(jì)，共分為三個(gè)獨(dú)立的模塊——核輻射多道脈沖幅度分析器、數(shù)據(jù)采集分析模塊和核勘 查信息處理模塊，方便現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù)，而且，這三個(gè)部分既可以合成為一個(gè)核數(shù)據(jù)采集及 處理系統(tǒng)使用，也可分別作為一個(gè)單獨(dú)的部件進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，采用核譜數(shù)據(jù) 與溫濕度等環(huán)境參數(shù)一體化采集，GPS定位、現(xiàn)場(chǎng)攝像和無(wú)線通訊一體化；在系統(tǒng)功能上， 在完成傳統(tǒng)的核能譜測(cè)量分析的同時(shí)，把溫濕度環(huán)境參數(shù)一起采集，還把GPS技術(shù)和攝像 技術(shù)集成到系統(tǒng)中，完成對(duì)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的定位和現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、地貌特征記錄的要求。并將數(shù)據(jù) 通過(guò)GPRS或USB傳送給計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的處理，利用地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù) 獲取、管理、分析和展示空間相關(guān)信息，將結(jié)果反映在地形圖上，功能強(qiáng)大；在系統(tǒng)性能上， 采用低功耗電源設(shè)計(jì)方案，并采用內(nèi)置GPS和照相/攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，體積小、功耗低；該系統(tǒng)通過(guò)藍(lán)牙、GPRS或USB進(jìn)行通訊，使用簡(jiǎn)單；在技術(shù)指標(biāo)上，1024 道全譜顯示，GPS定位精度水平誤差< 3米，采集部分功耗< 300mW，重量〈1Kg。

圖1為本實(shí)用新型提供的基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的模塊連接原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述 圖1為本實(shí)用新型提供的基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的模塊連接原理圖。 如圖中所示，一種基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括核輻射多道 脈沖幅度分析器、數(shù)據(jù)采集分析模塊和核勘查信息處理模塊三個(gè)部分；所述數(shù)據(jù)采集分析 模塊包括GPS接收處理、核譜數(shù)據(jù)的采集控制和現(xiàn)場(chǎng)視頻采集三部分，選用內(nèi)置GPS和照相 /攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備，在其上編程實(shí)現(xiàn)這三部分功能；所述核勘查信息處理模塊 運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，基于GIS的組件開(kāi)發(fā)完成，主要包括勘查數(shù)據(jù)的處理、GIS下的成圖成像 等功能；所述核輻射多道脈沖幅度分析器，完成核譜數(shù)據(jù)與溫度、濕度等數(shù)據(jù)的獲取，與數(shù) 據(jù)采集分析模塊的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備之間通過(guò)藍(lán)牙接口通訊；所述數(shù)據(jù)采集分析模塊的無(wú) 線移動(dòng)手持設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)USB接口或GPRS傳輸數(shù)據(jù)。 使用時(shí)，任何探測(cè)器和放大電路產(chǎn)生的信號(hào)，只要產(chǎn)生的脈沖幅度在0-10V范圍 內(nèi)，就可以將產(chǎn)生的模擬信號(hào)接入該系統(tǒng)的核輻射多道脈沖幅度分析器模塊，數(shù)據(jù)采集分 析模塊通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通訊方式，控制多道數(shù)據(jù)及環(huán)境參數(shù)的采集分析，在進(jìn)行核譜數(shù)據(jù)采 集的同時(shí)，數(shù)據(jù)采集分析模塊完成GPS的定位，用定位坐標(biāo)作為核譜數(shù)據(jù)與攝像視頻數(shù)據(jù)的文件名，然后啟動(dòng)攝像設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)地貌的攝像，測(cè)量結(jié)束后，對(duì)獲取的核譜數(shù)據(jù) 和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并顯示譜圖及簡(jiǎn)單分析結(jié)果。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)允許和經(jīng)費(fèi)允許的情 況下，可以在每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)完后及時(shí)通過(guò)GPRS將數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)，在條件不允許的情況下， 也可在一天測(cè)量結(jié)束后，在駐地通過(guò)USB接口將一天的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)。通過(guò)計(jì)算機(jī)上 的核勘查信息處理軟件，可以對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理和分析。在整個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)量結(jié)束 后，就可以進(jìn)行GIS下的成圖成像和分析解釋。 在電路功能上主要完成包括溫濕度等環(huán)境參數(shù)的核輻射多道脈沖幅度分析器。多 道脈沖幅度分析器是核譜測(cè)量中的關(guān)鍵部件，它的作用是把被測(cè)得的模擬量轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī) 可以接受的數(shù)值量。即完成對(duì)脈沖幅度的甄別。工作過(guò)程是獲取核譜信號(hào)(采樣脈沖峰 值)，ADC將脈沖轉(zhuǎn)換成與幅度成正比的數(shù)字量，再以數(shù)字量作為存儲(chǔ)器的道址碼記錄脈沖 數(shù)，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的各道計(jì)數(shù)即表征了脈沖按幅度大小的分布情況。這里采用專(zhuān)門(mén)的微 處理器來(lái)管理核脈沖信號(hào)峰值的采樣、轉(zhuǎn)換、處理、保存和環(huán)境參數(shù)的轉(zhuǎn)換和保存，使得在 整個(gè)測(cè)量過(guò)程中獨(dú)立工作，不影響上位機(jī)的GPS定位和攝像工作。微處理器通過(guò)串口與藍(lán) 牙模塊相連，測(cè)量結(jié)束后，由上位機(jī)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線接口聯(lián)系微處理器，將譜數(shù)據(jù)傳到上位機(jī) 進(jìn)行保存。 在軟件功能上主要完成無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備上的數(shù)據(jù)采集分析軟件和計(jì)算機(jī)上的 核勘查信息處理軟件。所述的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備上的數(shù)據(jù)采集分析軟件主要完成多道脈沖 幅度分析器的測(cè)量控制和多參數(shù)譜數(shù)據(jù)的獲取，及譜線的顯示和簡(jiǎn)單分析、GPS定位處理、 攝像的控制及數(shù)據(jù)的保存。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB接口或GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳給計(jì)算機(jī)；所述 的計(jì)算機(jī)上的核勘查信息處理軟件，是基于GIS組件的二次開(kāi)發(fā)完成，不僅能進(jìn)行進(jìn)一步 的核譜數(shù)據(jù)及勘查數(shù)據(jù)的處理，還可以成圖成像，與地質(zhì)或地理圖疊加分析，主要可實(shí)現(xiàn)點(diǎn) 位圖、彩色圖像、三元合成圖、等值圖、平面剖面圖等。 在物理結(jié)構(gòu)上，采用核多道數(shù)據(jù)采集和溫濕度環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的采集一體化設(shè)計(jì)， 獨(dú)立微處理器管理，整個(gè)結(jié)構(gòu)采用金屬外殼，一般采用鋁質(zhì)材料；多道采集的控制分析和 GPS定位、攝像系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，并且充分利用別人的長(zhǎng)處，直接利用內(nèi)置GPS和攝像設(shè)備 的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備，省去硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程，只進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，設(shè)備簡(jiǎn)單，體積小，使用方便。 而且由于核輻射多道脈沖幅度分析器模塊和數(shù)據(jù)采集分析模塊之間通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行通訊，不 需連線，所以核輻射多道脈沖幅度分析器模塊可以和探頭部分綁定，減短脈沖信號(hào)的連線， 也可以和數(shù)據(jù)采集分析模塊綁定為一體，作為手持部分，使用靈活。核勘查信息處理系統(tǒng)， 運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的Windows平臺(tái)，可以是臺(tái)式機(jī)，也可是筆記本計(jì)算機(jī)，它與數(shù)據(jù)采集分析 模塊的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備間可以通過(guò)GPRS進(jìn)行無(wú)線通訊傳送數(shù)據(jù)，也可使用USB接口傳輸 數(shù)據(jù)。 雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在所附權(quán) 利要求的范圍內(nèi)不需要?jiǎng)?chuàng)作性勞動(dòng)就能作出的各種變形或修改仍屬本專(zhuān)利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于包括核輻射多道脈沖幅度分析器、數(shù)據(jù)采集分析模塊和核勘查信息處理模塊三個(gè)部分；所述數(shù)據(jù)采集分析模塊包括GPS接收處理、核譜數(shù)據(jù)的采集控制和現(xiàn)場(chǎng)視頻采集三部分，選用內(nèi)置GPS和照相/攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備；所述核輻射多道脈沖幅度分析器與數(shù)據(jù)采集分析模塊的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備之間通過(guò)藍(lán)牙接口通訊；所述數(shù)據(jù)采集分析模塊的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)USB接口或GPRS傳輸數(shù)據(jù)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于3GS的核數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，包括核輻射多道脈沖幅度分析器、數(shù)據(jù)采集分析模塊和核勘查信息處理模塊三個(gè)部分。數(shù)據(jù)采集分析模塊包括GPS接收處理、核數(shù)據(jù)的采集控制和現(xiàn)場(chǎng)視頻采集三部分，選用內(nèi)置GPS和照相/攝像機(jī)的無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備；核勘查信息處理模塊運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，主要包括勘查數(shù)據(jù)的處理、GIS下的成圖成像等功能。核輻射多道脈沖幅度分析器與數(shù)據(jù)采集分析模塊之間通過(guò)藍(lán)牙接口通訊；而無(wú)線移動(dòng)手持設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)USB接口或GPRS傳輸數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)適合于各種核輻射譜數(shù)據(jù)測(cè)量，可用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、環(huán)境核輻射監(jiān)測(cè)、核反恐等多個(gè)領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B5/00GK201535825SQ20092008291
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者丁衛(wèi)撐, 周建斌, 周蓉生, 馬英杰 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)