地震儀器中網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：基于地震儀器中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀，闡述地震儀器通訊的方式。內(nèi)容包括WEB服務(wù)和FTP服務(wù)。分析地震儀器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：通信工程，地震儀器，無線遙測

引言

地震儀器中將各種各樣先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)結(jié)為一體，其中除了有電子技術(shù)和傳感技術(shù)之外，還有計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，而在24bitA/D普及之后，地震儀器數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度有了很大的提升。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)采集需求也有了增加，再加上地球表層的資源慢慢枯竭，為了可以滿足人類的需求，地震儀器需增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信能力，符合高分辨率和高密度勘測的要求。

1地震儀器中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1有線遙測地震儀網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

當(dāng)?shù)卣饏^(qū)域網(wǎng)絡(luò)概念被提出來之后，有線遙測地震儀就開始廣泛的使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)主要用來數(shù)據(jù)傳輸，在一些比較典型的有線遙測地震儀當(dāng)中，數(shù)據(jù)傳輸速度可以高達(dá)16Mbps。因?yàn)橛芯€遙測地震儀所采用的電纜特征不同，使得管理起來非常麻煩，維護(hù)起來也很復(fù)雜[1-7]。一般，在野外的環(huán)境下，這種電纜非常容易損壞，在對故障點(diǎn)進(jìn)行排查時(shí)也會(huì)消耗大量的時(shí)間和力氣，再加上這種電纜非常重，可以達(dá)到好幾十公斤，這在運(yùn)輸上極為費(fèi)力，大大削弱了工作的動(dòng)力，所以，這種電纜自身就會(huì)產(chǎn)生大量的成本。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中，會(huì)將一半的時(shí)間放在電纜問題排查和解決上，然后說電纜放錯(cuò)了位置，那么就需要挨個(gè)排查，所涉及的維修人員也很多。并且，有線遙測地震儀在進(jìn)行野外勘探時(shí)，如果遇到了雷雨天氣，或被動(dòng)物咬壞了電纜，都會(huì)造成故障。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，會(huì)不斷發(fā)出噪音，這對于其余采集作業(yè)而言會(huì)形成極大的影響，而數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挸蔀橐坏烙辛Φ淖璧K。如果說采集系統(tǒng)在三萬道及以上，那么數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蚀蠹s為

1Gb/s，但因?yàn)殡娎|在進(jìn)

行數(shù)據(jù)采集時(shí)會(huì)發(fā)出一些噪音，這些噪音會(huì)直接減弱勘測的質(zhì)量。有線遙測地震儀的電纜結(jié)構(gòu)也存在很大的不便，網(wǎng)格化的設(shè)計(jì)使得傳感器只能隔開擺放，沒有辦法對特定的地表和近地表以及地下情況進(jìn)行有效勘測，專家表示，良好的地震儀勘探設(shè)計(jì)至少要五萬個(gè)以上的采集站，而有線遙測地震儀很難達(dá)到這一目標(biāo)。

1.2無線遙測地震儀網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

和有線遙測地震儀相比較，無線遙測地震儀去除了麻煩的電纜，具體如圖1所示。無線遙測地震儀主要通過無線電技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，不論是在野外任何一個(gè)環(huán)境系下都可以高效的運(yùn)作。相比之下，無線遙測地震儀不會(huì)產(chǎn)生噪音，更多了安全性和穩(wěn)定性。使用無線遙測地震儀在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，不需要涉及非常多的人力，也降低了勘探的危險(xiǎn)性，再加上因?yàn)闆]有了電纜，在運(yùn)輸和搬運(yùn)時(shí)都要便捷許多。在工作的過程中，如果他使用有線遙測地震儀器，會(huì)因?yàn)椴杉镜脑黾訙p少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)長，還會(huì)添加線路隱患問題。而無線遙測地震儀完全不會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，當(dāng)數(shù)據(jù)采集站數(shù)量增加時(shí)，生產(chǎn)的效率反而也會(huì)隨著上升，在無線遙測地震儀開發(fā)出來之后，就漸漸替代了有線遙測地震儀。無線遙測地震儀也同時(shí)使用進(jìn)了很多網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，如高頻無線數(shù)傳技術(shù)。但是，該技術(shù)有些明顯的缺點(diǎn)，就是造價(jià)非常高昂，一般的公司難以承擔(dān)。而且，天線體積比較大，在使用上還會(huì)遭到無線電管理部門的控制。同時(shí)，該技術(shù)的頻帶太狹窄了，和民用的頻段之間很容易產(chǎn)生沖突。整體上來說，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室埠艿停谑彝膺M(jìn)行勘測時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托嗜绻炀蜁?huì)導(dǎo)致信號(hào)變?nèi)?，五千道以上的地震勘測若使用該技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸。無線遙測地震儀往往只需利用無線方式對命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，但因?yàn)槭且詿o線傳輸?shù)姆绞揭埠茈y確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和全面性。如果在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)遇到了電磁干擾，那么就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。如果反復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)還會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸率變低，影響到數(shù)據(jù)采集工作的順利進(jìn)行。

2地震儀器通信的方式

2.1Web服務(wù)

地震儀器在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)會(huì)使用到Web服務(wù)，和客戶端一樣都需遵循超文本傳輸通信協(xié)議，在遵循協(xié)議的前提下，才可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸操作?？蛻舳耸褂孟嚓P(guān)的瀏覽器和地震監(jiān)測儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之后，地震儀器里面的Web服務(wù)器就會(huì)立刻接收到請求，并解決客戶的疑惑，處理客戶問題，然后再將數(shù)據(jù)返回到客戶端?？蛻糁恍枰侨刖W(wǎng)址，查看地震儀器的信息和下載機(jī)器運(yùn)行日志等操作。

2.2FTP服務(wù)

在我國數(shù)字地震儀器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范當(dāng)中，明確表示地震儀器需提供的服務(wù)，而在地震儀器當(dāng)中，使用到了FTP服務(wù)，該服務(wù)的存在為客戶帶來了便捷，客戶端可以通過該服務(wù)下載日志、更新設(shè)備數(shù)據(jù)、對軟件進(jìn)行升級(jí)以及對地震儀器中的軟件進(jìn)行更新等。FTP服務(wù)的存在有一個(gè)最明顯的好處就是，其不但將原本的數(shù)據(jù)采集模式進(jìn)行了改變，還降低了地震儀器對人體造成的傷害，讓軟件可以得到更好的更新?lián)Q代。

3地震儀器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的展望

不管是有線遙測地震儀器，還是無線遙測地震儀器，都有著不一樣的特征。到目前為止，我們已經(jīng)開始使用無線設(shè)備開始進(jìn)行勘探作業(yè)了，伴隨著行業(yè)要求的不斷提升，有線遙測地震儀很快就會(huì)被全面淘汰，無線遙測地震已將成為必要要求。無線遙測地震儀在未來的發(fā)展中，可以針對目前的不足進(jìn)行改善，采用無線質(zhì)量監(jiān)控手段以及應(yīng)急數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)來建設(shè)無線混合式地震儀器。無線遙測地震儀只需向數(shù)據(jù)采集站點(diǎn)發(fā)送指令，就可以進(jìn)行全面的勘測，在實(shí)施震源工作的時(shí)候，數(shù)據(jù)采集站會(huì)被喚醒然后工作，當(dāng)震源工作停止之后，數(shù)據(jù)采集站才正式進(jìn)入到休眠模式中來。這樣的工作模式會(huì)將采集站的工作壓力降低，在傳輸?shù)耐瑫r(shí)就對數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。因此，節(jié)省了很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理工作。當(dāng)把采集完數(shù)據(jù)之后，可以將其分成兩種不一樣的模式，由于無線遙測地震儀不能保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。因此，就可以將無線回收數(shù)據(jù)與本地存儲(chǔ)進(jìn)行融合，讓采集工作可以變得更加有保障。

4結(jié)語

在地震儀器中，可以分成有線遙測地震儀、無線遙測地震儀、無纜存儲(chǔ)式地震儀三種，我國使用比較多的是前兩種，在地震儀器中已經(jīng)全面使用進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，地震儀器主要是采用的FTP服務(wù)和Web服務(wù)。無線遙測地震儀的出現(xiàn)已經(jīng)全面替代了有線遙測地震儀。在未來的發(fā)展中，無線遙測地震儀可以將無線回收數(shù)據(jù)與本地存儲(chǔ)相結(jié)合，采用無線質(zhì)量監(jiān)控手段以及應(yīng)急數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)來建設(shè)無線混合式地震儀器，最終推動(dòng)地震勘測行業(yè)的進(jìn)步。

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作者：管婷 程孝義 王博 張和排 張曉光 單位：中國東方地球物理勘探有限責(zé)任公司裝備服務(wù)處