地震儀器中網(wǎng)絡通信技術的應用

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摘要：基于地震儀器中網(wǎng)絡技術的現(xiàn)狀，闡述地震儀器通訊的方式。內容包括WEB服務和FTP服務。分析地震儀器網(wǎng)絡通信技術的未來發(fā)展。

關鍵詞：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的科學技術結為一體，其中除了有電子技術和傳感技術之外，還有計算機技術和通信技術，而在24bitA/D普及之后，地震儀器數(shù)據(jù)采集精準度有了很大的提升。與此同時，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，地震儀器需增強網(wǎng)絡通信能力，符合高分辨率和高密度勘測的要求。

1地震儀器中網(wǎng)絡技術的現(xiàn)狀

1.1有線遙測地震儀網(wǎng)絡通信技術

當?shù)卣饏^(qū)域網(wǎng)絡概念被提出來之后，有線遙測地震儀就開始廣泛的使用計算機技術，計算機技術主要用來數(shù)據(jù)傳輸，在一些比較典型的有線遙測地震儀當中，數(shù)據(jù)傳輸速度可以高達16Mbps。因為有線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，維護起來也很復雜[1-7]。一般，在野外的環(huán)境下，這種電纜非常容易損壞，在對故障點進行排查時也會消耗大量的時間和力氣，再加上這種電纜非常重，可以達到好幾十公斤，這在運輸上極為費力，大大削弱了工作的動力，所以，這種電纜自身就會產(chǎn)生大量的成本。在實際的工作過程當中，會將一半的時間放在電纜問題排查和解決上，然后說電纜放錯了位置，那么就需要挨個排查，所涉及的維修人員也很多。并且，有線遙測地震儀在進行野外勘探時，如果遇到了雷雨天氣，或被動物咬壞了電纜，都會造成故障。在對數(shù)據(jù)進行采集時，會不斷發(fā)出噪音，這對于其余采集作業(yè)而言會形成極大的影響，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，但因為電纜在進

行數(shù)據(jù)采集時會發(fā)出一些噪音，這些噪音會直接減弱勘測的質量。有線遙測地震儀的電纜結構也存在很大的不便，網(wǎng)格化的設計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行有效勘測，專家表示，良好的地震儀勘探設計至少要五萬個以上的采集站，而有線遙測地震儀很難達到這一目標。

1.2無線遙測地震儀網(wǎng)絡通信技術

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來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，不論是在野外任何一個環(huán)境系下都可以高效的運作。相比之下，無線遙測地震儀不會產(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)進行采集時，不需要涉及非常多的人力，也降低了勘探的危險性，再加上因為沒有了電纜，在運輸和搬運時都要便捷許多。在工作的過程中，如果他使用有線遙測地震儀器，會因為采集站的增加減少系統(tǒng)運行時長，還會添加線路隱患問題。而無線遙測地震儀完全不會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，當數(shù)據(jù)采集站數(shù)量增加時，生產(chǎn)的效率反而也會隨著上升，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使用進了很多網(wǎng)絡通信技術，如高頻無線數(shù)傳技術。但是，該技術有些明顯的缺點，就是造價非常高昂，一般的公司難以承擔。而且，天線體積比較大，在使用上還會遭到無線電管理部門的控制。同時，該技術的頻帶太狹窄了，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?，在室外進行勘測時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托嗜绻炀蜁е滦盘栕內?，五千道以上的地震勘測若使用該技術很難實現(xiàn)實時性的數(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)進行傳輸，但因為是以無線傳輸?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)時遇到了電磁干擾，那么就會導致數(shù)據(jù)丟失。如果反復發(fā)送數(shù)據(jù)還會導致數(shù)據(jù)傳輸率變低，影響到數(shù)據(jù)采集工作的順利進行。

2地震儀器通信的方式

2.1Web服務

地震儀器在進行數(shù)據(jù)采集時會使用到Web服務，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，才可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸操作。客戶端使用相關的瀏覽器和地震監(jiān)測儀器進行數(shù)據(jù)傳輸之后，地震儀器里面的Web服務器就會立刻接收到請求，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器運行日志等操作。

2.2FTP服務

在我國數(shù)字地震儀器網(wǎng)絡技術規(guī)范當中，明確表示地震儀器需提供的服務，而在地震儀器當中，使用到了FTP服務，該服務的存在為客戶帶來了便捷，客戶端可以通過該服務下載日志、更新設備數(shù)據(jù)、對軟件進行升級以及對地震儀器中的軟件進行更新等。FTP服務的存在有一個最明顯的好處就是，其不但將原本的數(shù)據(jù)采集模式進行了改變，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)絡通信技術的展望

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)開始使用無線設備開始進行勘探作業(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行改善，采用無線質量監(jiān)控手段以及應急數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)來建設無線混合式地震儀器。無線遙測地震儀只需向數(shù)據(jù)采集站點發(fā)送指令，就可以進行全面的勘測，在實施震源工作的時候，數(shù)據(jù)采集站會被喚醒然后工作，當震源工作停止之后，數(shù)據(jù)采集站才正式進入到休眠模式中來。這樣的工作模式會將采集站的工作壓力降低，在傳輸?shù)耐瑫r就對數(shù)據(jù)進行了處理。因此，節(jié)省了很大一部分數(shù)據(jù)處理工作。當把采集完數(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)與本地存儲進行融合，讓采集工作可以變得更加有保障。

4結語

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)全面使用進了網(wǎng)絡通信技術，地震儀器主要是采用的FTP服務和Web服務。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)與本地存儲相結合，采用無線質量監(jiān)控手段以及應急數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)來建設無線混合式地震儀器，最終推動地震勘測行業(yè)的進步。

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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任公司裝備服務處