工程地震仪中数据集中器的研究与实现

发布时间：2020-09-17 18:45

　　工程地震仪是一种勘探深度近数百米范围内的地震勘探仪器,其广泛用于矿产水文地质工程地质等领域,实现地基、路基下的地质结构勘探。随着国家对重大基础设施建设的投入增加,需要开展大量的地质勘探工作,加之我国本属于地质灾害高发区、群发区,给工程地震仪的研发和应用提供了广阔的市场。随着数字化技术在工程地震仪中应用,所采集和传输的数据量较大,数据的高效传输直接关系到勘探效率。因此,本文提出了一种基于FPGA技术的并行传输数据集中器设计方案,自主研发了数据集中器的电路及逻辑系统。本文主要完成了以下工作:(1)根据地质勘探的工作原理,建立相应的并行数据传输模型和电路系统架构;(2)设计工程地震仪中数字检波器的控制电路系统,完成了数据缓存、传输逻辑设计;(3)设计工程地震仪中数据集中器电路系统,完成了高速并行传输逻辑设计;(4)开展了工程地震仪的数据传输功能测试,其测试结果达到技术指标要求。经过实际工程勘探测试,所设计的数据集中器缩短了数据传输时间,提升了勘探效率。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P631.43
【部分图文】：

电路原理图,电路原理图

重庆大学硕士学位论文电路设计路设计据需求分析可以看出，在设定采样频率为数据量已经达到 56.25Mbit，所以必须采数据存储量、数据吞吐率、系统最高时存选用 Hynix公司生产的 HY57V56820 12 根地址线，行地址线（A0—A12）和 4 个 bank，所以单片 SDRAM 存储提供了参考时钟的上升沿完全同步操作沿同步。其数据路径内部流水线达到非VTTL 兼容[20]。该系列芯片工作频率可足数据存储要求。

原理图,通信模块,原理图,数据传输

M_CLK O 时钟M_CKE O 时钟使能信号M_CS_N O 片选信号_DQ[7:0] I/O 数据M_WE_N O 命令M_DQM O 数据掩码电路设计中的数据传输至数据集中器，需要制定相应的成熟的数据传输有 RS232 以及 RS485 两种。最大为 15 m，最高速率为 20 KB/s，且仅支平衡发送和差分接收，最大通信距离约为 1本文采用 RS485 来实现数据传输，设定波特器部分的 RS485 电路原理图。

电路原理图,电路设计,主控单元

重庆大学硕士学位论文逻辑电路设计字检波器的核心逻辑器件采用 Altera 公司的 EP3C10E144C8。FPGA 是整体系统的主控单元，它管理着整个系统的运行。ADS1271 芯片模数率、SDRAM芯片HY57V56820的读写操作以及串口通信的执行，均由F控制。GA 作为主控单元，需要与多个模块进行通信。依据 EP3C10E144C8 技课题硬件需求，设计了如图 3.5 所示的 FPGA 电路原理图，实现对 A、RS485/上位机通信等模块的集中控制。

【参考文献】