基于MEMS傳感器的無線網(wǎng)絡地震傳感器的設計.pdf

1、隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展和地震勘探新方法的提出，地震勘探裝備的數(shù)據(jù)處理能力有了大幅度提高。地震傳感器是地震勘探裝備的主要組成部分，提高地震傳感器的性能是提高地震勘探質(zhì)量的關(guān)鍵。但是針對復雜的地理環(huán)境，傳統(tǒng)的地震傳感器由于抗干擾能力弱、靈敏度低、布線困難、不易擴展等弊端，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代特殊環(huán)境下地震勘探的要求。針對上述問題本文設計了一種無線網(wǎng)絡地震傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多通道無線同步采集，并且可以消除傳感器安裝位置的影響，它可以廣泛應

2、用于地震監(jiān)測、石油勘探、導航系統(tǒng)和軍事上彈著點定位等領(lǐng)域。
　　本文首先結(jié)合MEMS技術(shù)和無線通信技術(shù)制定了無線網(wǎng)絡地震傳感器的系統(tǒng)方案。系統(tǒng)由地震采集單元和上位機控制單元組成，地震采集單元和上位機控制單元通過無線模塊實現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)傳輸，上位機控制單元發(fā)送控制指令，地震采集單元實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)上傳，利用GPS模塊產(chǎn)生的秒脈沖信號實現(xiàn)各地震采集單元的同步地震信號采集。然后設計了無線網(wǎng)絡地震傳感器系統(tǒng)的硬件電路，硬件電

3、路包括主控制器模塊電路設計、MEMS傳感器模塊電路設計、無線模塊電路設計、GPS模塊電路設計和USB轉(zhuǎn)串口電路設計。最后提出了MEMS傳感器姿態(tài)自校正算法，完成了加速度傳感器自校軟件設計，通過實驗證明姿態(tài)自校正算法可以消除傳感器安裝位置的影響。
　　無線網(wǎng)絡地震傳感器系統(tǒng)設計完成后，經(jīng)過了系統(tǒng)組裝、模塊調(diào)試、野外同步采集實驗和校正實驗。實驗結(jié)果證明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無線同步地震信號采集，地震傳感器通過姿態(tài)自校正處理能夠消除傳感器安裝