隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和地球物理技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,微震監(jiān)測(cè)技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于指導(dǎo)礦山、隧道、大壩的安全生產(chǎn),并且在油氣開(kāi)采的水力壓裂中得到廣泛運(yùn)用。但國(guó)內(nèi)微震監(jiān)測(cè)設(shè)備起步晚、發(fā)展慢、對(duì)外依賴度高,且伴隨著微震監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)分辨率、精度、通道數(shù)等方面的更高要求,微震監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,實(shí)質(zhì)上微震監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)中有大量的冗余,有效地去除數(shù)據(jù)冗余,對(duì)微震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)具有至關(guān)重要的影響,也對(duì)后期的地震數(shù)據(jù)處理具有重大的意義。在后期的地震數(shù)據(jù)處理中微震監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)采集節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間一致性建立聯(lián)系,其采集節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間同步精度對(duì)微震定位的精度具有較大的影響。本文針對(duì)微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量大與時(shí)間同步的問(wèn)題,以STM32+FPGA為設(shè)計(jì)框架,主要完成了微地震數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計(jì)、微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化設(shè)計(jì)、微地震數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步研究。主體研究工作體現(xiàn)在如下三個(gè)方面:第一,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)微地震監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)外依賴高的問(wèn)題,研究實(shí)現(xiàn)了12路高精度、高分辨率的微地震數(shù)據(jù)采集單元。在硬件上設(shè)計(jì)了可對(duì)傳感器拾取的原始信號(hào)進(jìn)行1-128倍增益調(diào)節(jié)的信號(hào)調(diào)理電路,同時(shí)將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)以提高抗干擾能力。在邏輯代碼設(shè)計(jì)上... 

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRCT
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微地震采集節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 微地震監(jiān)測(cè)理論基礎(chǔ)
    2.2 微震監(jiān)測(cè)需求分析
    2.3 微地震數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)
    2.4 微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
    2.5 節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步方案設(shè)計(jì)
        2.5.1 GPS時(shí)間同步方案
        2.5.2 NTP時(shí)間同步方案
        2.5.3 PTP時(shí)間同步方案
    2.6 技術(shù)路線
    2.7 本章小結(jié)
3 微地震數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計(jì)
    3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
        3.1.1 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        3.1.3 數(shù)據(jù)緩存電路設(shè)計(jì)
        3.1.4 SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
        3.1.5 以太網(wǎng)傳輸電路設(shè)計(jì)
    3.2 邏輯設(shè)計(jì)
        3.2.1 ADC采集控制器設(shè)計(jì)
        3.2.2 SDRAM控制器設(shè)計(jì)
        3.2.3 SPI通信接口設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4 微地震數(shù)據(jù)采集優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 STA/LTA原理
    4.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
    4.3 STA/LTA算法FPGA實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 STA/LTA算法實(shí)現(xiàn)流程
        4.3.2 特征值生成模塊
        4.3.3 時(shí)窗均值求取模塊
    4.4 本章小結(jié)
5 微地震數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步研究
    5.1 PTP時(shí)間同步技術(shù)
        5.1.1 PTP時(shí)間同步原理
        5.1.2 PTP時(shí)鐘類型
        5.1.3 PTP報(bào)文類型
        5.1.4 最佳主時(shí)鐘算法
    5.2 PTP協(xié)議狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
    5.3 PTP報(bào)文處理
        5.3.1 通知報(bào)文處理流程
        5.3.2 同步報(bào)文處理流程
        5.3.3 跟隨報(bào)文處理流程
        5.3.4 延時(shí)請(qǐng)求報(bào)文工作流程
        5.3.5 延時(shí)請(qǐng)求應(yīng)答報(bào)文工作流程
    5.4 時(shí)間戳獲取
    5.5 PTP時(shí)間同步實(shí)現(xiàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 測(cè)試與分析
    6.1 數(shù)據(jù)采集測(cè)試
        6.1.1 信號(hào)采集測(cè)試
        6.1.2 系統(tǒng)等效噪聲測(cè)試
    6.2 震動(dòng)信號(hào)識(shí)別測(cè)試
        6.2.1 震動(dòng)信號(hào)識(shí)別仿真分析
        6.2.2 震動(dòng)信號(hào)識(shí)別實(shí)測(cè)分析
    6.3 時(shí)間同步測(cè)試分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3678554