基于FPGA地震勘探信号滤波系统设计与实现

信号的滤波处理在野外地震数据采集中起着重要的作用,能否在数据采集过程中消除干扰,高精度地采集到所需要的有效信号,是后期数据的正确处理和解译的关键,本文将先进的电子技术和地震勘探技术结合,设计了一套高速的滤波系统,并对其进行测试验证,取得了较好的滤波效果。     

一种新型锚杆锚固质量检测仪

基于工程地震勘探对锚杆锚固质量检测仪轻便小巧、操作简便等特殊要求,提出了一种新型锚杆锚固质量检测仪的设计方案。该方案将仪器分为2部分,其中一部分以ADS1606完成数据采集,以STM32F407作为采集控制,实现检测的数据采集;另一部分为上位机,采用手机或笔记本电脑;通过蓝牙方式将数据采集系统与上位机连接,实现锚杆锚固的质量检测。该仪器体积小,方便携带,功耗低,成本低廉,且检测效果良好,系统的采样速率达到2 Msps,系统的噪声约为30μV。     

光纤地震数据采集系统野外锤击试验及效果分析

与传统的动圈式地震数据采集系统相比,光纤地震数据采集系统具有前端设备无需供电、抗电磁干扰能力强以及数据传输快等优势,是近年来地震勘探领域的研究热点.为此,介绍光纤地震数据采集系统的工作原理和工作流程,描述地震数据采集系统样机的组成.通过野外锤击试验和现场地震数据采集,对光纤检波器和动圈检波器进行了对比测试.试验结果表明,光纤地震数据采集系统具有和动圈地震数据采集系统相当的地震数据采集效果,而光纤地震数据采集系统的优势有助于解决传统地震数据采集设备存在的供电困难、易受电磁干扰及数据传输慢等问题.     

虚拟化技术在地震资料处理中的应用研究

虚拟化技术在物理资源与应用之间建立抽象层,将物理设备抽象成虚拟器件,为上层应用提供硬件模拟,使应用与具体硬件的分离,实现资源共享。本文通过虚拟化技术研究,结合地震资料处理系统的应用需求特点,综合各种虚拟资源实现技术,将虚拟化技术应用于地球物理勘探领域。根据服务器和计算资源的不同应用特点,设计了虚拟化技术在地震资料处理中心的应用方案,实现了服务器资源共享和计算资源复用。开发虚拟资源管理系统统一管理各种资源,有效地提高了处理系统资源利用率,提高了系统的生产效率。     

基于无线通信的压力数据采集系统

设计了一种新型的矿井顶板压力数据采集系统。该系统集手持数据采集器及传输接口,并结合PC软件处理为一体[1],实现了压力数据采集以及无线接收各个采集点的压力数据及压力采集时间,并将采集到的数据通过PC机软件分析、观测。该系统可以在一些特殊的场所实现信号的采集、处理和发送,解决了复杂的现场连线,并且具有成本低、可靠性好、实用性强等优点;通过对压力的监测,可为煤矿生产中冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据[2]。     

基于虚拟仪器的USB接口数据处理系统设计

为了利用虚拟仪器技术实现通过USB接口的数据采集及处理,介绍了虚拟仪器及其开发环境LabVIEW的特点,分析了LabVIEW 中的数据采集技术,给出了利用虚拟仪器技术实现通过USB接口的数据采集及处理系统的应用实例。设计测试表明,将虚拟仪器与LabVIEW结合用于常规的数据采集、测试、测量等任务,可以减少系统的开发时间,同时也提高了编程效率,节省了系统成本。     

基于傅里叶变换的MEMS地震检波器设计

引言 地震检波器是石油、煤炭、金属等矿产及工程地震勘探等数据采集中重要的传感器,它的性能将直接影响到地震资料及技术成果的准确性,目前我国的测试系统技术水平相对落后,检波器体积较大、不便携带,CPU功能有限、功耗较大。     

基于5G尊享专网的野外智能节点油气勘探系统研究

野外地震数据采集是油气地震勘探工程中的关键工序。传统野外勘探任务采用有缆设备进行数据采集,设备相对笨重,布放设备时人力资源消耗大,排列故障对施工效率影响很大。新推出的节点设备可利用Wi Fi无缆部署,但由于Wi Fi技术覆盖范围小,且频率资源为公用频段,干扰不可控,只能满足小范围、少量节点的数据传输。而传统4G技术上行数十兆速率也无法满足石油勘探领域数字地震仪的数据传输要求。本研究采用5G实现野外智能节点油气勘探,从而以技术演进驱动生产效率提升,让地震采集生产方式由劳动密集型转向技术密集型。     

一种姿态自校正无线网络地震传感器的设计

针对复杂的地理环境中地震数据采集多采用分布式无线采集系统,但是地震传感器布排的随机性和不确定性对地震波数据的采集有很大影响的问题。提出一种对加速度传感器姿态自校正的方法,其能够消除传感器安装位置的影响,提高地震数据质量。以C8051F020主控制器为核心,利用MEMS传感器模块采集地震波数据,通过Xbee-Pro无线射频模块实现无线数据传播,设计一种无线网络地震传感器系统。结果表明,该系统能够实现无线数据采集并对采集到的数据进行姿态校正,对复杂环境下地震波数据采集领域具有广泛的应用价值。     

基于FPGA的多通道实时地震勘探采集系统设计

针对目前地震勘探采集系统通道数少、实时性差,造成地质勘探工作效率低和勘探成本增加的问题,设计一款基于FPGA的多通道实时地震勘探采集系统,可实现地震勘探中地震波信号的48通道实时采集。该系统以FPGA为主控核心,6块8通道24位高动态范围的Δ-Σ型ADC芯片对地震波信号进行多通道采集,在采集过程中,利用IP核控制2 Gb的高速DDRⅡSDRAM存储器对采集数据实时存储,采集完成通过RS 485串口通信实现远距离数据传输。实验测试结果表明,该地震勘探系统具备48通道实时采集能力,具有存储容量大、实时性好、系统稳定的特点。     

基于FPGA的100Msps高速数据采集系统设计

本文设计了一套可以达到100Msps的数据采集、处理系统。系统采用现场可编程门阵列作为控制器件,利用现场可编程门阵列并发特性提高系统的速度,内置先入先出,利用通用串行总线芯片可实现高速传输采集数据。本系统具有数据采集、实时显示的功能,能够满足高速、实时性要求高等场合需要。     

基于FPGA的视频采集显示系统

设计实现一种基于FPGA的视频采集显示系统,包括视频图像的采集、处理与显示3个部分。视频图像部分采用CCD摄像头OV7670作为视频数据的采集,利用在FPGA中构建FIFO并配合SDRAM高速读写实现视频图像数据的高速缓存处理,使用FPGA中构建的Nios II嵌入式内核,实现对SDRAM的控制以及视频数据的TFT液晶实时显示。整个系统获得了较好图像采集、显示效果。     

高速数据采集和存储

高速数据采集存储是软件无线电的一项关键技术。如果可以将实时信号无误的存储下来 ,则可以在事后采用各种现代信号处理方法对其进行处理 ,得到精确的结果。提出了一种利用软件技术实现的高速数据记录解决方案。它是基于数据采集卡和SCSI硬盘实现的。其特点绕过了文件系统直接以流的方式进行存取 ,使实时数据记录速度达到了40Mb/s。该方案已在某型号特种设备上应用 ,取得了良好的效果。     

重力加速度测量仪的数字化改造

利用单片机和计算机完成了对重力加速度测量仪的数字化改造,设计了一个数据采集与处理系统,实现了重力加速度测量中数据的精确实时采集、显示和处理。利用此系统进行实验,得到了准确可靠的结果。     

基于单片机控制的高速数据采集与处理系统研究

针对现有单片机的数据处理速率较低不利于高速数据采集与处理的问题,文中研究并设计基于单片机控制的高速数据采集与处理系统。在数据采集方面,使用A/D高速采样芯片实现高速数据采集。为满足高速数据处理与存储的需要,文中使用PC终端的IDE接口硬盘作为系统的存储装置。另外,为协调数据采集与数据处理过程,使用单片机核心控制模块控制高速双口RAM实现高速数据缓存排队,从而实现数据从A/D采样芯片到IDE硬盘的高速无损传输。该高速数据采集与处理系统在数据采集、处理方面更加集成化,具有较高的工程应用价值。     

实时感知型激光雷达多通道数据采集系统设计

激光雷达是实现环境实时感知的重要传感器,针对多通道感知激光雷达数据量大、数据传输解算实时性要求高及量体裁衣高效小型化的迫切需求,基于自研采用可靠的机械扫描、阵列探测和数据采集控制相结合的多通道激光雷达,设计实现了基于FPGA和DSP的多路并行信号采集处理系统,并在点云三维实时成像中得到了验证。该数据采集处理系统中的FPGA负责多通道激光雷达数据控制采集以及数据传输,DSP负责对数据进行解析处理并通过网口将点云数据上传到上位机,实现点云实时显示。实际测试结果表明,该数据采集处理系统能够满足多通道激光雷达2 Mpts/s的大数据量点云解析,并保证20 fps以上实时数据的可靠采集传输,实现周围环境和障碍物激光雷达点云的快速解算,可应用于自动驾驶、导航避障、周界安防等领域。     

基于FPGA的高速数据采集分析系统的设计

为了实现对模拟量的高速采集与快速傅里叶分析,提出了一种基于FPGA的高速数据采集分析系统的设计方案,系统采用Cyclone系列FPGA配合高速A/D转换器,并使用了Altera公司的定制快速傅里叶分析集成核,通信与上位机采用RS 232串行通信标准协议配合基于Matlab GUI的上位机分析软件,并对多组高频模拟信号进行了高速数据采集与快速傅里叶分析实验,同时在上位机分析软件中实时显示出分析结果。实验结果验证了快速傅里叶分析理论,实现了低成本、高性能数据采集分析系统的设计完成。     

基于DSP+FPGA的嵌入式图像处理系统设计

为满足数据量大、算法复杂度高的应用需求,使用高性能DSP完成复杂图像算法处理,FPGA作为协处理器,完成图像采集、存储和显示等功能,构建了一种高性能的嵌入式图像处理系统。DSP和FPGA通过EMIF接口实现了高速无缝互联。采用三重缓冲读写机制解决了采集和显示的异步时钟域问题及算法处理时间不确定的问题。介绍了基于BIOS和NDK开发的C6455软件流程,展示了该系统图像处理算法运行周期的统计结果。该系统运行稳定可靠,具有较高的实用价值。     

基于MicroBlaze的激光告警最小处理系统设计

为满足激光告警系统高角度分辨率与小型化设计兼容的需求,基于嵌入式系统开发流程,研究了MicroBlaze软核处理器的体系结构,设计并实现一个基于MicroBlaze软核的激光告警最小处理系统。该设计通过MicroBlaze软核搭建微处理器平台,与设备功能所需的外设IP核联合完成可编程系统芯片(SOPC)的设计,单片集成处理的设计使得信号流转发生在单个芯片内部,大大提高了数据运算速度与数据交互的实时性。实验结果表明,该系统很好实现了对激光信号的采集、处理,与外部设备串口通信结果符合预期。     

基于FPGA的雷达IQ光纤数据采集及传输系统

针对雷达IQ光纤数据流高速、实时传输的问题,基于StratixII GX系列高性能FPGA和CPCI标准总线等硬件设备,采用数据率自动判别、乒乓缓存和计算机实时中断处理等关键技术,设计了一种雷达IQ光纤数据采集及传输系统。介绍了系统的组成和设计原理,并对系统的硬件、FPGA和软件设计进行了描述。经实际工程验证,该数据采集及传输系统性能稳定。