一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其包括：處理器控制三個(gè)32位ADC芯片ADS1282對(duì)三路模擬信號(hào)進(jìn)行同步模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果以文件形式保存到連接在處理器USB接口的U盤里。處理器連接GPS模塊進(jìn)行GPS授時(shí)和定位，連接LCD進(jìn)行顯示，還連接一個(gè)ZigBee模塊進(jìn)行無線通訊。采集器通過ZigBee模塊的自組網(wǎng)功能組成可以互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)端服務(wù)器上的監(jiān)控軟件通過ZigBee模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和控制。本發(fā)明的采集器便于野外部署進(jìn)行三通道信號(hào)的同步采集與存儲(chǔ)，具有無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，適合于作為微地震監(jiān)測系統(tǒng)使用。
【專利說明】
一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)行微地震監(jiān)測時(shí)，一般會(huì)在幾平方公里范圍內(nèi)部署幾個(gè)、幾十個(gè)，甚至上百個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)。對(duì)這些監(jiān)測臺(tái)站的現(xiàn)場管理非常重要，如果沒有遠(yuǎn)程無線監(jiān)控，需要有人員不斷巡視，查看各采集器的工作狀況，開啟或停止采集。在站點(diǎn)個(gè)數(shù)較少時(shí)尚可應(yīng)付得來，在站點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，人工監(jiān)控的工作量就非常大，難以有效及時(shí)監(jiān)控。
[0003]以往的微地震數(shù)據(jù)采集器也有采用無線監(jiān)控的，但是一般采用射頻一對(duì)一的通訊方式，站點(diǎn)之間無法互聯(lián)，點(diǎn)與點(diǎn)之間通訊距離有限，所以也只能在站點(diǎn)數(shù)較少，站點(diǎn)分布范圍較小時(shí)適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)上述對(duì)微地震數(shù)據(jù)采集器的實(shí)際需求，提供一種具有無線自組網(wǎng)功能、便于野外部署和遠(yuǎn)程無線監(jiān)控的高性能32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述采集器包括:處理器、三個(gè)32位ADC芯片、存儲(chǔ)器、GPS模塊和ZigBee模塊；
其中，三個(gè)32位ADC芯片與處理器連接，處理器控制三個(gè)32位ADC芯片對(duì)三路模擬信號(hào)進(jìn)行同步模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果以數(shù)據(jù)文件形式保存到與處理器連接的存儲(chǔ)器里；
處理器連接GPS模塊，處理器通過GPS模塊讀取GPS坐標(biāo)和GPS時(shí)間數(shù)據(jù)并記錄到每個(gè)數(shù)據(jù)文件的文件頭信息里；
處理器還連接ZigBee模塊進(jìn)行無線通訊，所述采集器通過ZigBee模塊的自組網(wǎng)功能與其他采集器組成互聯(lián)的采集器網(wǎng)絡(luò)。
[0006]優(yōu)選的，每次采樣的三路轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都包含3個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組都設(shè)置有數(shù)據(jù)點(diǎn)整秒標(biāo)志位，處理器在數(shù)據(jù)采集過程中還通過GPS模塊讀取GPS秒脈沖信號(hào)，并在每秒讀取到所述GPS秒脈沖信號(hào)后將該秒中首次采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位都標(biāo)記為I，其余采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位都標(biāo)記為0，使得根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)文件的文件頭記錄的GPS時(shí)間和該數(shù)據(jù)文件內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位能推算該數(shù)據(jù)文件內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確時(shí)間。
[0007]優(yōu)選的，所述32位ADC芯片為ADSl282。
[0008]優(yōu)選的，處理器與三個(gè)ADS1282芯片之間通過三個(gè)軟件模擬SPI接口連接，但是共用SPI時(shí)鐘信號(hào)線，通過對(duì)三個(gè)SPI接口的并行操作實(shí)現(xiàn)三通道同步數(shù)據(jù)采集。
[0009]優(yōu)選的，所述采集器還包括:開始/停止按鍵、測試按鍵和LCD;其中，處理器分別連接開始/停止按鍵、測試按鍵和LCD;開始/停止按鍵用于開始或停止數(shù)據(jù)采集;測試按鍵用于在LCD上實(shí)時(shí)顯示三路模擬信號(hào)的波形，測試所述模擬信號(hào)來源的傳感器工作是否正常。
[0010]優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器為U盤。
[0011]優(yōu)選的，遠(yuǎn)端服務(wù)器上的監(jiān)控軟件通過ZigBee模塊接入所述采集器網(wǎng)絡(luò)，與每個(gè)采集器進(jìn)行通訊，對(duì)每個(gè)采集器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:采集器連接三個(gè)ADS1282芯片，通過對(duì)三個(gè)ADS1282芯片的并行操作實(shí)現(xiàn)三路信號(hào)的同步采集。采集器通過GPS模塊讀取GPS坐標(biāo)和時(shí)間并記錄到文件頭信息里，采集中獲取GPS秒脈沖標(biāo)志信號(hào)并與采集數(shù)據(jù)點(diǎn)融合，精確標(biāo)記每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間信息。采集器通過ZigBee模塊組成自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，站點(diǎn)之間可以中繼互聯(lián)，可任意擴(kuò)展站點(diǎn)個(gè)數(shù)和部署范圍。服務(wù)器端接入采集器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，通過軟件可以對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。采集器采集的數(shù)據(jù)以文件形式保存到U盤里，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)只進(jìn)行采集器狀態(tài)監(jiān)控，這樣的系統(tǒng)便于野外部署，便于采集器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的采集器的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的三個(gè)ADS1282芯片和GPS模塊與處理器的連接示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的三個(gè)SPI接口讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到處理器的時(shí)序邏輯示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的三個(gè)SPI接口并行讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的程序流程圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的GPS模塊秒脈沖信號(hào)、ADS1282轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志信號(hào)和數(shù)據(jù)點(diǎn)整秒標(biāo)志位示意圖。
[0018]圖6是利用INTO中斷和INTl中斷完成ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取與GPS秒脈沖標(biāo)記的處理流程圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的多個(gè)采集器與監(jiān)控電腦組成的自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[°02°]圖8是本發(fā)明的ZigBee模塊接收指令解釋執(zhí)行功能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0022]鑒于微地震監(jiān)測要求使用的站點(diǎn)個(gè)數(shù)越來越多，甚至達(dá)到一百個(gè)以上，上百個(gè)站點(diǎn)的部署和控制必須采用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)是一種具有自組網(wǎng)功能的無線網(wǎng)絡(luò)，相鄰節(jié)點(diǎn)之間可以互聯(lián)，數(shù)據(jù)傳輸可以自動(dòng)中繼，現(xiàn)場無需任何設(shè)置，特別適合于野外微地震監(jiān)測系統(tǒng)的部署。
[0023]微地震信號(hào)一般比較微弱，地震傳感器的輸出動(dòng)態(tài)范圍比較大，所以要求數(shù)據(jù)采集器的電路噪聲要非常低，ADC的動(dòng)態(tài)范圍要比較大。目前，一般的地震信號(hào)采集器采用的是24位ADC器件。本發(fā)明采用最高性能的32位ADC芯片ADS1282JDS1282芯片內(nèi)部集成了可編程增益放大器(PGA)、32位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器，基于ADS1282設(shè)計(jì)地震信號(hào)采集器具有更高的集成度和電路性能。
[0024]現(xiàn)在的微地震監(jiān)測一般要求采用三分量地震檢波器，以獲得完整的波場信息。三分量地震檢波器有三路模擬輸出信號(hào)，這三路信號(hào)必須同步進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，以保證各道?目號(hào)米集無時(shí)間差。
[0025]ZigBee網(wǎng)絡(luò)通訊速率比較低，三分量地震信號(hào)采集產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比較大，特別是站點(diǎn)數(shù)達(dá)到幾十個(gè)或上百個(gè)時(shí)，無法通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)邊采集邊傳輸。所以，采集器必須有U盤等存儲(chǔ)器，用于本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而無線網(wǎng)絡(luò)僅用于采集器的狀態(tài)監(jiān)控，或在采集器不在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)進(jìn)行文件傳輸。
[0026]參照?qǐng)D1，本發(fā)明一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器的基本結(jié)構(gòu)。電源電路將7?9V的直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為+5.0V、+3.3V、+2.5V、-2.5V等穩(wěn)定電壓，供電路板其他各芯片使用。三個(gè)32位ADC芯片ADS1282與處理器連接，每個(gè)ADS1282芯片可以連接一路差分模擬輸入信號(hào)，處理器控制三個(gè)ADS1282對(duì)三路模擬信號(hào)進(jìn)行同步模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果以文件形式保存到連接在處理器USB接口的U盤里。處理器連接GPS模塊進(jìn)行GPS授時(shí)和定位，讀取的GPS坐標(biāo)和GPS時(shí)間數(shù)據(jù)寫入每個(gè)文件的文件頭。處理器連接的LCD用于信息顯示，采集器上的三個(gè)操作按鍵可以控制開始或停止采集、對(duì)三路信號(hào)進(jìn)行采集測試。處理器連接一個(gè)ZigBee模塊進(jìn)行無線通訊。數(shù)據(jù)采集器通過ZigBee模塊的自組網(wǎng)功能組成可以互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)端服務(wù)器上的監(jiān)控軟件通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和控制。
[0027]圖2是本發(fā)明的三個(gè)ADS1282芯片和GPS模塊與處理器的連接示意圖。每個(gè)ADS1282芯片有3個(gè)控制輸入信號(hào)線ADC_PWDN、ADC_RST、ADC_SYNC，處理器的3個(gè)1 口輸出這三個(gè)信號(hào)線，并與三個(gè)ADS1282的相同信號(hào)線連接;每個(gè)ADS1282有一個(gè)輸出信號(hào)線ADC_DRDY，在完成一次ADC轉(zhuǎn)換時(shí)輸出上跳變信號(hào)表示轉(zhuǎn)換完成，三個(gè)ADS1282的ADC_DRDY信號(hào)接入一個(gè)三線跳線，只選擇一路接入處理器的輸入信號(hào)線ADC_ReadyIRQ，作為外部中斷信號(hào)源INTO;ADS1282的數(shù)據(jù)接口是SPI接口，處理器的SPI_CLK作為SPI接口時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)連接三個(gè)ADS1282，處理器用6個(gè)1 口模擬三個(gè)SPI的輸入輸出數(shù)據(jù)線，分別與三個(gè)ADS1282的SPI接口數(shù)據(jù)線連接。處理器上用于SPI接口數(shù)據(jù)操作的6個(gè)1口必須是用一個(gè)端口的，如PA口，用于實(shí)現(xiàn)三個(gè)SPI接口的并行操作XPS模塊與處理器之間通過UART 口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，GPS模塊有一個(gè)秒脈沖輸出信號(hào)GPS_TimeIRQ，在每個(gè)整秒的時(shí)間點(diǎn)，GPS_TimeIRQ會(huì)輸出一個(gè)上跳沿的脈沖信號(hào)，該信號(hào)接入處理器，作為一個(gè)外部中斷信號(hào)源INT1。
[0028]圖3是本發(fā)明的三個(gè)SPI接口讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到處理器的時(shí)序邏輯示意圖。三個(gè)SPI的S0(Salve output)數(shù)據(jù)線都接入到處理器的同一個(gè)端口上，例如PA3=X_S0，PA1=Y_SO，PA6=Z_S0，定義一個(gè)字節(jié)型數(shù)組IN[8]，在SPI_CLK的一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，讀入一次PA口的數(shù)據(jù)，并且與屏蔽數(shù)據(jù)(如圖所示三個(gè)SO線對(duì)應(yīng)的是0x4A)進(jìn)行與操作，保存到數(shù)組IN內(nèi)。這樣，在一個(gè)SPI時(shí)鐘周期內(nèi)，就同時(shí)讀入了三個(gè)SPI端口的一個(gè)位數(shù)據(jù)，在8個(gè)SPI_CLK周期內(nèi)，就可以讀取三個(gè)SPI端口的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。
[0029]圖4是三個(gè)SPI接口并行讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的程序流程圖。首先是在8個(gè)SPI_CLK周期內(nèi)并行讀入三個(gè)SPI端口的輸入數(shù)據(jù)，保存在數(shù)組IN內(nèi)，然后，再對(duì)ΙΝ[0]至IN[7]存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行串行解析，得到每個(gè)SPI接口輸入的一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。例如圖3中，ADC_X輸入的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是0xA6，入的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是0妨8 40(:_2輸入的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是0x99 ο
[0030]圖5是本發(fā)明的GPS模塊秒脈沖信號(hào)、ADS1282轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志信號(hào)和數(shù)據(jù)點(diǎn)整秒標(biāo)志位不意圖XPS模塊有一個(gè)秒脈沖信號(hào)輸出管腳，該管腳在每次整秒時(shí)間時(shí)發(fā)出一個(gè)上跳沿信號(hào)，例如在13點(diǎn)23分04秒，秒脈沖信號(hào)的時(shí)間精度是10ns，從而可以作為精確時(shí)間標(biāo)定信號(hào)。秒脈沖發(fā)出上跳沿信號(hào)后，GPS的串口開始輸出GPS字符串。將此秒脈沖信號(hào)作為處理器的外部中斷INTl，且在上跳沿觸發(fā)。在程序控制ADS1282開始轉(zhuǎn)換后，在INTl的第I個(gè)秒脈沖中斷時(shí)通過ADC_SYNC管腳的上跳沿輸出對(duì)三個(gè)ADS1282進(jìn)行時(shí)序同步。轉(zhuǎn)換完成信號(hào)(ADC_DRDY)在每完成一次ADC轉(zhuǎn)換后就發(fā)出上跳沿信號(hào)，以通知處理器及時(shí)讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將此信號(hào)接處理器的外部中斷INTO，且在上跳沿觸發(fā)。ADC_DRDY的觸發(fā)周期與ADS1282的采樣頻率有關(guān)，如ADS1282采樣頻率為100Hz，則ADC_DRDY觸發(fā)周期是Ims (即在采樣頻率為1000Hz情況下，每Ims采樣一次，產(chǎn)生一個(gè)采樣點(diǎn))。每次采樣的三路轉(zhuǎn)換結(jié)果可存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都包含3個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組都設(shè)置有數(shù)據(jù)點(diǎn)整秒標(biāo)志位。INTO的中斷優(yōu)先級(jí)高于INTl的中斷優(yōu)先級(jí)，通過INTO和INTl中斷處理程序，在GPS秒脈沖中斷后讀出的第I個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位設(shè)置為1，其他時(shí)刻數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位設(shè)置為0，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)記。
[0031]圖6是利用INTO中斷和INTl中斷完成ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取與GPS秒脈沖標(biāo)記的處理流程圖。在GPS秒脈沖中斷INTl處理程序中，在每次中斷時(shí)將全局變量GPS_TB設(shè)置為I，表示剛剛接收到了秒脈沖信號(hào)。在ADS1282轉(zhuǎn)換完成中斷INTO的處理程序中，及時(shí)從SPI端口并行讀入3個(gè)ADS1282的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)，并分別保存在三個(gè)字節(jié)型數(shù)組X[4]、Y[4]、Z[4]里(設(shè)定X[0]是最高位字節(jié)，Χ[3]是最低位字節(jié))。再判斷全局變量GPS_TB是否為1，如果GPS_TB為1，則將X[3]、Y[3]、Z[3]的最低位置為I并將全局變量GPS_TB設(shè)置為0，否則將X[3]、Y[3]、Z[3]的最低位置為0，然后將Χ、Υ、Ζ數(shù)組的內(nèi)容依次保存到緩沖區(qū)里。一個(gè)緩沖區(qū)存滿后，就保存到文件里，如此，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)就帶有了時(shí)間標(biāo)記，可以根據(jù)文件頭記錄的GPS時(shí)間和數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位，推算文件內(nèi)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間，并且檢查數(shù)據(jù)采樣是否準(zhǔn)確。
[0032]圖7是本發(fā)明的多個(gè)采集器與監(jiān)控電腦組成的自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)示意圖。每個(gè)采集器上有一個(gè)ZigBee模塊，ZigBee模塊通過UART接口與處理器連接，采集器的ZigBee模塊一般配置為路由點(diǎn)，路由點(diǎn)可以自組網(wǎng)互聯(lián)。一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)，監(jiān)控電腦通過有線連接一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器，從而與ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有采集器實(shí)現(xiàn)無線通訊。每個(gè)ZigBee模塊有一個(gè)唯一的64位ID，監(jiān)控電腦向某個(gè)采集器發(fā)送指令必須指定其64位ID，這樣，監(jiān)控電腦可以監(jiān)控每一個(gè)特定的采集器。在發(fā)送指令時(shí)也可以指定特殊的64位ID實(shí)現(xiàn)群發(fā)，例如，群發(fā)控制所有采集器開始采集。
[0033]圖8是本發(fā)明的采集器通過ZigBee模塊接收到指令后解釋執(zhí)行功能圖。監(jiān)控電腦上的監(jiān)控軟件向采集器發(fā)送指令，指令的基本格式是“#類型字母:參數(shù)I;參數(shù)2，即以“#，，開始，后面跟一個(gè)字母作為指令類型，再跟一個(gè)后面是指令參數(shù)，若有多個(gè)參數(shù)以“;”分隔，最后一個(gè)字符是“;”，指令以十六進(jìn)制數(shù)0D0A結(jié)束。如指令“#Α:0;”表示要查詢站點(diǎn)編號(hào)，“#Β:0”表示要查詢GPS字符串。采集器通過與ZigBee模塊連接的UART的接收中斷接收到一個(gè)完整的指令后，提取指令類型和指令參數(shù)，然后根據(jù)指令類型和參數(shù)做出相應(yīng)的操作和響應(yīng)。
[0034]本發(fā)明采用軟件模擬三個(gè)SPI接口，控制三個(gè)ADS1282對(duì)三路模擬信號(hào)進(jìn)行32位同步ADC轉(zhuǎn)換，并且采用GPS秒脈沖信號(hào)對(duì)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記，通過文件頭記錄的GPS時(shí)間實(shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間的精確推算。本發(fā)明的每個(gè)采集器有ZigBee模塊，多個(gè)采集器之間可以互聯(lián)組成一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場監(jiān)控電腦通過ZigBee路由器接入多個(gè)采集器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)每個(gè)采集器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)了高性能的三通道32位同步采集與存儲(chǔ)，又具有ZigBee網(wǎng)絡(luò)，便于野外環(huán)境下的部署與操作，特別適合于野外環(huán)境下的無線組網(wǎng)微地震監(jiān)測。
[0035]以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述采集器包括:處理器、三個(gè)32位ADC芯片、存儲(chǔ)器、GPS模塊和ZigBee模塊； 其中，三個(gè)32位ADC芯片與處理器連接，處理器控制三個(gè)32位ADC芯片對(duì)三路模擬信號(hào)進(jìn)行同步模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果以數(shù)據(jù)文件形式保存到與處理器連接的存儲(chǔ)器里； 處理器連接GPS模塊，處理器通過GPS模塊讀取GPS坐標(biāo)和GPS時(shí)間數(shù)據(jù)并記錄到每個(gè)數(shù)據(jù)文件的文件頭信息里； 處理器還連接ZigBee模塊進(jìn)行無線通訊，所述采集器通過ZigBee模塊的自組網(wǎng)功能與其他采集器組成互聯(lián)的采集器網(wǎng)絡(luò)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，每次采樣的三路轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都包含3個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組都設(shè)置有數(shù)據(jù)點(diǎn)整秒標(biāo)志位，處理器在數(shù)據(jù)采集過程中還通過GPS模塊讀取GPS秒脈沖信號(hào)，并在每秒讀取到所述GPS秒脈沖信號(hào)后將該秒中首次采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位都標(biāo)記為I，其余采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位都標(biāo)記為O，使得根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)文件的文件頭記錄的GPS時(shí)間和該數(shù)據(jù)文件內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的整秒標(biāo)志位能推算該數(shù)據(jù)文件內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確時(shí)間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述32位ADC芯片為ADSl 282。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，處理器與三個(gè)ADS1282芯片之間通過三個(gè)軟件模擬SPI接口連接，但是共用SPI時(shí)鐘信號(hào)線，通過對(duì)三個(gè)SPI接口的并行操作實(shí)現(xiàn)三通道同步數(shù)據(jù)采集。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述采集器還包括:開始/停止按鍵、測試按鍵和LCD; 其中，處理器分別連接開始/停止按鍵、測試按鍵和LCD; 開始/停止按鍵用于開始或停止數(shù)據(jù)采集； 測試按鍵用于在LCD上實(shí)時(shí)顯示三路模擬信號(hào)的波形，測試所述模擬信號(hào)來源的傳感器工作是否正常。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器為U盤。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的一種具有無線自組網(wǎng)功能的32位三通道同步數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，遠(yuǎn)端服務(wù)器上的監(jiān)控軟件通過ZigBee模塊接入所述采集器網(wǎng)絡(luò)，與每個(gè)采集器進(jìn)行通訊，對(duì)每個(gè)采集器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK105844887SQ201610343065
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】王維波, 周瑤琪, 趙華剛, 栗寶鵑, 丁仁偉, 王志巍
【申請(qǐng)人】中國石油大學(xué)(華東)