光電混合陣列探測系統的制作方法

光電混合陣列探測系統的制作方法
【專利摘要】本發明屬于信號探測領域，為提供一種自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的光電混合陣列探測系統。本發明采用的技術方案是，光電混合陣列探測系統，包括：數據記錄中心、數據傳輸模塊、信號采集模塊、光源模塊、光電轉換模塊、光纖水聽器、光纖，數據記錄中心一方面負責發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，另一方面負責接收各個數據傳輸模塊傳送來的探測數據，并將這些數據進行存儲和相應處理；信號采集模塊與數據傳輸模塊之間通過RS485接口或SPI接口或電平匹配直連的方式進行數據通信；若干數據傳輸模塊依次串接，從數據記錄中心發出的控制命令依次轉發到位于最末端的數據傳輸模塊。本發明主要應用于氣體檢測。
【專利說明】光電混合陣列探測系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于信號探測領域，具體講，涉及光電混合陣列探測系統。
技術背景
[0002]陣列探測系統在地震勘探、工程勘探、岸基警戒、拖曳聲吶等方面具有廣泛的應用[1_3]。陣列探測系統主要由探測纜段和數據記錄中心兩部分組成，而探測纜段又主要由信號采集模塊和數據傳輸模塊組成。傳統的陣列探測系統主要分為兩種，一種是全電纜陣列探測系統[4]，一種是全光纜陣列探測系統[3’5]。全電纜陣列探測系統是指探測纜段內部全部采用電信號來傳送信息，傳輸介質也全采用電線，且傳感器一般為壓電水聽器；全光纜陣列探測系統是指探測纜段內部全部采用光信號來傳送信息，傳輸介質也全為光纖，且傳感器一般為光纖水聽器。與壓電水聽器相比，光纖水聽器具有自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強等優點[6]，所以全電纜陣列探測系統獲取的信號質量沒有全光纜陣列探測系統的聞。
[0003]然而，與電線相比，光纖傳輸介質具有如下缺點:易斷裂且機械強度差，信號的分流與耦合困難，當光纖斷裂時，需要專門的光纖融接機進行連接[7_8]，光纖的融接過程比電線的焊接過程復雜，所以傳輸介質全為光纖的全光纜陣列探測系統在現場的使用過程中，容易損壞，可靠性不高。
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【發明內容】

[0012]為克服現有技術的不足，本發明旨在，提供一種自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的光電混合陣列探測系統。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是，光電混合陣列探測系統，包括:數據記錄中心、數據傳輸模塊、信號采集模塊、光源模塊、光電轉換模塊、光纖水聽器、光纖，
[0013]數據記錄中心一方面負責發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，另一方面負責接收各個數據傳輸模塊傳送來的探測數據，并將這些數據進行存儲和相應處理；信號采集模塊與數據傳輸模塊之間通過RS485接口或SPI接口或電平匹配直連的方式進行數據通信；若干數據傳輸模塊依次串接，從數據記錄中心發出的控制命令依次轉發到位于最末端的數據傳輸模塊；
[0014]數據傳輸模塊相對應的信號采集模塊獲取來自水聽器的探測數據，然后再將這些探測數據進行相應的處理后傳送到上一級數據傳輸模塊；該數據傳輸模塊同時還接收來自下一級數據傳輸模塊轉發過來的探測數據，然后將這些探測數據進行組裝后，再次發送到上一級數據傳輸模塊；
[0015]在信號采集模塊中，信號解調模塊具有信號解調與控制的作用，它一方面接收控制命令，并根據這些控制命令來改變信號采集模塊的工作狀態，它另一方面它接收來自于光電轉換模塊傳來的探測數據并將這些探測數據上傳到數據傳輸模塊中，信號采集模塊還對光源模塊進行控制；
[0016]光源模塊輸出的光信號經過光分路器后，再分別傳送到各個水聽器中；
[0017]光源模塊的輸出端、光分路器的兩邊、各個水聽器的兩端、各個水聽器與光電轉換模塊之間，信號的傳輸介質均為光纖；
[0018]光電轉換模塊負責將各個光纖水聽器傳來的光信號轉換成相應的電信號；光源模塊為各個水聽器提供光能。
[0019]數據記錄中心通過下行通路發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，下行通路為下述方式中的一種:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到各個數據傳輸模塊中；在此方式中，待發送的控制命令不經過編碼，直接傳輸原始碼流，或者對控制命令進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，或者對控制命令進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式；(3)基于以太網接口芯片，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(4)基于電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中。
[0020]各個數據傳輸模塊通過上行通路將數據發送到數據記錄中心，上行通路采取以下四種方式中的任意一種實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；待發送的探測數據可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，或者對探測數據進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸；或者對探測數據進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(3)基于以太網接口芯片，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(4)基于電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心。
[0021]本發明具備下列技術效果:
[0022](I)本發明中，傳感器采用光纖水聽器，以利用光纖水聽器自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的優點，所以獲取的信號質量比全電纜陣列探測系統更高；
[0023](2)本發明中僅僅在獲取信號時，采用光纖水聽器以及光纖介質，其它部分全部采用電線進行電信號傳輸與處理；
[0024](3)本發明由于使用了性能優越的光纖水聽器，所以在探測纜段中包含有少量的光纖；與此同時，本發明由于使用了機械強度高、易于焊接、可靠性高的電線進行信號傳輸，所以在探測纜段中包含有大量的電線；為了使與水聽器、光源模塊和光電轉換模塊相連接的少量的光纖不易斷裂，本發明采用光纖保護層對光纖進行集中保護；
[0025](4)本發明探測纜段中的光纖數量比全光纜陣列探測系統中的光纖數量大大減少，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統具有更好的可靠性；與此同時，本發明采用了與全光纜陣列探測系統一樣的光纖水聽器，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統和全光纜陣列探測系統能獲取相同的信號質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1示出本發明的光電混合陣列探測系統原理框圖。
[0027]圖2示出本發明的信號采集模塊內部原理框圖。
[0028]圖3示出本發明的數據傳輸模塊內部原理框圖。
[0029]圖1中:1為數據記錄中心，2為探測纜段，3為下行傳輸電線，4為上行傳輸電線，5為探測數據傳輸電線，6為控制命令傳輸電線，7為數據傳輸模塊(I)，8為信號采集模塊，9為下行傳輸電線，10為光纖，11為光纖水聽器，12為光纖，13為上行傳輸電線，14為光纖保護層，15為數據傳輸模塊(2)，16為信號采集模塊(2)，17為上行傳輸電線，18為下行傳輸電線，19為數據傳輸模塊(i)，20為信號采集模塊(i)，21為上行傳輸電線，22為下行傳輸電線，23為數據傳輸模塊(η)，24為信號采集模塊(η)。
[0030]圖2中:25為光源模塊,26為光纖,27為光分路器,28為傳輸電線，29為傳輸電線，30為信號解調模塊，31為光電轉換模塊,32為光纖,33為光纖水聽器,34為光纖。
[0031]圖3中:35為傳輸電線，36為傳輸電線，37為命令接收模塊,38為數據發送模塊，39為數據傳輸模塊處理中心，40為命令發送模塊，41為數據接收模塊。
【具體實施方式】
[0032]能克服如下缺點:(1)本發明能克服全電纜陣列探測系統自噪聲大、靈敏度不高、動態范圍不大、抗干擾能力不強的缺點；(2)本發明能克服全光纜陣列探測系統的數據傳輸節點之間易出現光纖斷裂、光纖的融接復雜等缺點。
[0033]本發明具有如下優點:(I)采用自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的光纖水聽器作為傳感器來獲取信號，獲取的信號質量高，系統的性能好；(2)采用不易斷裂、機械強度高、信號的分流與耦合簡單、連接簡單方便的電線作為數據傳輸的介質，傳輸線不易折斷，系統不易出現故障，可靠性高。
[0034]本發明采取的技術方案是，光電混合陣列探測系統，包括:
[0035]數據記錄中心:數據記錄中心一方面負責發送控制命令到各個數據傳輸模塊，另一方面負責接收各個數據傳輸模塊傳送來的探測數據，并將這些探測數據進行存儲和相應處理；
[0036]信號采集模塊:信號采集模塊能同時接收和處理多個水聽器傳來的信號；
[0037]光纖水聽器:光纖水聽器被作為傳感器去獲取信號；[0038]數據傳輸模塊:數據傳輸模塊(i) (i=l,2,…，η)接收信號采集模塊(i) (i=l，2，…，η)上傳的探測數據；此外，數據傳輸模塊(i)包括一個上行通路和一個下行通路；下行通路由命令傳輸通路組成，上行通路由數據傳輸通路組成；
[0039]數據傳輸模塊(i)通過下行通路中的命令接收模塊接收從數據傳輸模塊轉(1-1)發過來的控制命令(注意:控制命令的源頭都為數據記錄中心，即控制命令都只由數據記錄中心發送，而每個數據傳輸模塊只是對控制命令進行轉發)，然后通過數據傳輸模塊處理中心一方面對控制命令進行識別并做出相應的操作，另一方面通過命令發送模塊將控制命令轉發到數據傳輸模塊轉(i+1)中去；
[0040]數據傳輸模塊(i)通過上行通路中的數據接收模塊接收從數據傳輸模塊轉(1-1)傳送過來的探測數據，然后將這些探測數據與從信號采集模塊(i)上傳的探測數據進行組裝后，再通過數據發送模塊發送到數據傳輸模塊轉(1-Ι)中去。
[0041]數據傳輸模塊處理中心:數據傳輸模塊處理中心分別與下行通路中的命令接收模塊和命令發送模塊連接，以及與上行通路中的數據接收模塊和數據發送模塊連接；數據傳輸模塊處理中心是數據傳輸模塊的核心，數據傳輸模塊的所有控制過程、工作狀態的改變以及數據的處理等都由數據傳輸模塊處理中心來完成；
[0042]命令傳輸通路:命令傳輸通路由命令接收模塊、數據傳輸模塊處理中心、命令發送模塊組成；
[0043]數據傳輸通路:數據傳輸通路由數據接收模塊、數據傳輸模塊處理中心、數據發送模塊組成；
[0044]進一步，進行命 令傳送的下行通路，也就是命令傳輸通路可用以下四種方式中的任意一種實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到各個數據傳輸模塊中；注意，在此方式中，待發送的控制命令可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對控制命令進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于控制命令接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對控制命令進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(3)基于以太網接口芯片，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中。
[0045]進一步，進行數據傳送的上行通路，也就是數據傳輸通路可用以下四種方式中的任意一種實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；注意，在此方式中，待發送的探測數據可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對探測數據進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于探測數據接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對探測數據進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(3)基于以太網接口芯片，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心。
[0046]進一步，信號采集模塊與數據傳輸模塊之間通過RS485接口或SPI接口或電平匹配直連的方式進行數據傳輸；
[0047]進一步，從數據記錄中心發出的控制命令被從第一個數據傳輸模塊逐級轉發到最后一個數據傳輸模塊；
[0048]與數據傳輸模塊⑴(i=l，2，…，η)相對應的信號采集模塊⑴(i=l，2，…，η)獲取來自水聽器的探測數據，然后再將這些探測數據進行相應的處理后傳送到數據傳輸模塊
(i)(i=l，2，…，η);數據傳輸模塊(i)(i=l，2，…，η)同時還接收來自數據傳輸模塊(i+1)轉發過來的探測數據，然后將這些探測數據進行組裝后，再次發送到數據傳輸模塊(1-1)中去；
[0049]信號采集模塊中，信號解調模塊具有信號解調與控制的作用，它一方面接收從數據傳輸模塊下傳的控制命令，并根據這些控制命令來改變信號采集模塊的工作狀態，另一方面接收來自于光電轉換模塊傳來的探測數據并將這些探測數據上傳到數據傳輸模塊中，再一方面能對光源模塊進行控制；
[0050]在信號采集模塊中，從光源模塊輸出的光信號經過光分路器后，再分別傳送到各個水聽器中；一個光分路器分出光的路數能根據實際需要進行選擇；
[0051]在信號采集模塊中，光源模塊的輸出端、光分路器的兩邊、各個水聽器的兩端、各個水聽器與光電轉換模塊之間，信號的傳輸介質均為光纖；其它部分信號的傳輸介質均為電線；
[0052]光電轉換模塊:光電轉換模塊負責將各個光纖水聽器傳來的光信號轉換成相應的電信號；光源模塊為各個水聽器提供光能。
[0053](I)本發明中 ，傳感器采用光纖水聽器，以利用光纖水聽器自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的優點，所以獲取的信號質量比全電纜陣列探測系統更高；
[0054](2)本發明中僅僅在獲取信號時，采用光纖水聽器以及光纖介質，其它部分全部采用電線進行電信號傳輸與處理；
[0055](3)本發明由于使用了性能優越的光纖水聽器，所以在探測纜段中包含有少量的光纖；與此同時，本發明由于使用了機械強度高、易于焊接、可靠性高的電線進行信號傳輸，所以在探測纜段中包含有大量的電線；為了使與水聽器、光源模塊和光電轉換模塊相連接的少量的光纖不易斷裂，本發明采用光纖保護層對光纖進行集中保護；
[0056](4)本發明探測纜段中的光纖數量比全光纜陣列探測系統中的光纖數量大大減少，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統具有更好的可靠性；與此同時，本發明采用了與全光纜陣列探測系統一樣的光纖水聽器，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統和全光纜陣列探測系統能獲取相同的信號質量。
[0057]下面結合附圖和【具體實施方式】進一步詳細說明本發明。
[0058]本發明中，傳感器采用光纖水聽器，以利用光纖水聽器自噪聲小、靈敏度高、動態范圍大、抗干擾能力強的優點；
[0059]進一步，本發明中僅僅在獲取信號時，采用光纖水聽器以及光纖介質，其它部分全部采用電線進行電信號傳輸與處理；
[0060]進一步，本發明由于使用了性能優越的光纖水聽器，所以在探測纜段中包含有少量的光纖；與此同時，本發明由于使用了機械強度高、易于焊接、可靠性高的電線進行信號傳輸，所以在探測纜段中包含有大量的電線；為了使與水聽器、光源模塊和光電轉換模塊相連接的少量的光纖不易斷裂，本發明采用光纖保護層對光纖進行集中保護；
[0061]進一步，本發明探測纜段中的光纖數量比全光纜陣列探測系統中的光纖數量大大減少，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統具有更好的可靠性；與此同時，本發明采用了與全光纜陣列探測系統一樣的光纖水聽器，所以本發明所描述的光電混合陣列探測系統和全光纜陣列探測系統能獲取相同的信號質量；
[0062]進一步，本發明采用光纖水聽器，所以獲取信號的質量比全電纜陣列探測系統更聞;
[0063]進一步，本發明通過信號采集模塊中的光纖水聽器獲取信號，并采用光源模塊給光纖水聽器提供光能；
[0064]進一步，一個光源模塊能通過光分路器對多個水聽器提供光能；各個水聽器接收到的信號并行地傳送到光電轉換模塊，光電轉換模塊將光信號轉換成電信號后傳送至信號解調模塊中；
[0065]進一步，信號解調模塊對輸入的電信號進行解調、模數轉換以及相應處理后輸出到數據傳輸模塊；
[0066]進一步，信號采集模塊從數據傳輸模塊中接收控制命令，以根據不同的控制命令來改變自身的工作狀態；
[0067]進一步，數據傳輸模塊接收信號采集模塊上傳的探測數據；此外，每個數據傳輸模塊包括一個上行通路和一個下行通路；下行通路由命令傳輸通路組成，上行通路由數據傳輸通路組成；數據傳輸模塊通過下行通路中的命令接收模塊接收從上一個數據傳輸模塊轉發過來的控制命令(注意:控制命令的源頭都為數據記錄中心，即控制命令都只由數據記錄中心發送，而每個數據傳輸模塊只是對控制命令進行轉發)，然后通過數據傳輸模塊處理中心一方面對命令進行識別并做出相應的操作，另一方面通過命令發送模塊將控制命令轉發到下一個數據傳輸模塊中去；數據傳輸模塊通過上行通路中的數據接收模塊接收從下一個數據傳輸模塊傳送過來的探測數據，然后將這些數據與從信號采集模塊上傳的數據進行組裝后，再通過數據發送模塊發送到上一個數據傳輸模塊中去；
[0068]進一步，進行命令傳送的下行通路可用以下四種方式中的任意一種來實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；注意，在此方式中，待發送的控制命令可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對控制命令進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于控制命令接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對控制命令進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(3)基于以太網接口芯片，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中。
[0069]進一步，進行數據傳送的上行通路可用以下四種方式中的任意一種來實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；注意，在此方式中，待發送的探測數據可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對探測數據進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于探測數據接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對探測數據進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(3)基于以太網接口芯片，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心。
[0070]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0071]本發明中，光電混合陣列探測系統主要由數據記錄中心1，探測纜段2，下行傳輸電線3,上行傳輸電線4,探測數據傳輸電線5,控制命令傳輸電線6,數據傳輸模塊(I) 7,信號采集模塊(1)8，下行傳輸電線9，光纖10，光纖水聽器11，光纖12，上行傳輸電線13，光纖保護層14,數據傳輸模塊(2) 15,信號米集模塊(2) 16,上行傳輸電線17,下行傳輸電線18,數據傳輸模塊(i) 19，信號采集模塊(i)20，上行傳輸電線21，下行傳輸電線22，數據傳輸模塊(η) 23，信號采集模塊(η) 24。
[0072]進一步，數據記錄中心I 一方面負責發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，另一方面負責接收各個數據傳輸模塊傳送來的探測數據，并將這些數據進行存儲和相應處理；
[0073]進一步，一個信號采集模塊能同時接收和處理多個水聽器傳來的信號；
[0074]進一步，信號采集模塊與數據傳輸模塊之間通過RS485接口或SPI接口或電平匹配直連的方式進行數據通信；
[0075]進一步，從數據記錄中心I發出的控制命令被從數據傳輸模塊(I) 7，逐級地經過數據傳輸模塊(2) 15、數據傳輸模塊(i) 19轉發到位于最末端的數據傳輸模塊(η) 23中。
[0076]進一步，與數據傳輸模塊(i) (i=l,2,…，η)相對應的信號采集模塊(i) (i=l，2，…，η)獲取來自水聽器的探 測數據，然后再將這些探測數據進行相應的處理后傳送到數據傳輸模塊(i) (i=l,2,…，η);數據傳輸模塊(i) (i=l,2,…，η)同時還接收來自數據傳輸模塊(i+1) (i=l，2，…，η)轉發過來的探測數據，然后將這些探測數據進行組裝后，再次發送到數據傳輸模塊(1-1) (i=l，2，…，η)中去；
[0077]進一步，在信號采集模塊(i) (i=l,2,…，η)中，信號解調模塊30具有信號解調與控制的作用，它一方面接收從傳輸線28傳來的控制命令，并根據這些控制命令來改變信號采集模塊(i)的工作狀態，它另一方面它接收來自于光電轉換模塊31傳來的探測數據并將這些探測數據通過29上傳到數據傳輸模塊(i) 19中，它再一方面能對光源模塊25進行控制；
[0078]進一步，在信號米集模塊(i)(i=l,2, *..,η)中，從光源模塊25輸出的光信號經過光分路器27后，再分別傳送到各個水聽器中；
[0079]進一步，在信號米集模塊(i) (i=l，2,..., η)中，光源模塊25的輸出端、光分路器27的兩邊、各個水聽器的兩端、各個水聽器與光電轉換模塊31之間，信號的傳輸介質均為光纖；其它部分信號的傳輸介質均為電線；
[0080]進一步，光電轉換模塊31負責將各個光纖水聽器傳來的光信號轉換成相應的電信號；光源模塊25為各個水聽器提供光能；
[0081]進一步，數據傳輸模塊(i) (i=l,2,…，η)接收信號采集模塊(i) (i=l，2，…，η)上傳的探測數據；此外，數據傳輸模塊(i)包括一個上行通路和一個下行通路；下行通路由命令傳輸通路組成，上行通路由數據傳輸通路組成；數據傳輸模塊(i)通過下行通路中的命令接收模塊37接收從數據傳輸模塊轉(1-Ι)發過來的控制命令(注意:控制命令的源頭都為數據記錄中心1，即控制命令都只由數據記錄中心I發送，而每個節點只是對控制命令進行轉發)，然后通過數據傳輸模塊處理中心39 —方面對控制命令進行識別并做出相應的操作，另一方面通過命令發送模塊40將控制命令轉發到數據傳輸模塊轉(i+1)中去；數據傳輸模塊(i)通過上行通路中的數據接收模塊41接收從數據傳輸模塊轉(1-Ι)傳送過來的探測數據，然后將這些探測數據與從信號采集模塊(i)上傳的探測數據進行組裝后，再通過數據發送模塊38發送到數據傳輸模塊轉(1-Ι)中去。
[0082]進一步，進行命令傳送的下行通路可用以下四種方式中的任意一種來實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；注意，在此方式中，待發送的控制命令可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對控制命令進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于控制命令接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對控制命令進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(3)基于以太網接口芯片，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中。
[0083]進一步，進行數據傳送的上行通路可用以下四種方式中的任意一種來實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；注意，在此方式中，待發送的探測數據可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，也可以對探測數據進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，以便于探測數據接收端易于從數據流中提取定時信息，還可以對探測數據進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸，以減小數據的傳輸帶寬；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(3)基于以太網接口芯片，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(4)基于其它的電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心。
【權利要求】
1.一種光電混合陣列探測系統，其特征是，包括:數據記錄中心、數據傳輸模塊、信號采集模塊、光源模塊、光電轉換模塊、光纖水聽器、光纖； 數據記錄中心一方面負責發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，另一方面負責接收各個數據傳輸模塊傳送來的探測數據，并將這些數據進行存儲和相應處理；信號采集模塊與數據傳輸模塊之間通過RS485接口或SPI接口或電平匹配直連的方式進行數據通信；若干數據傳輸模塊依次串接，從數據記錄中心發出的控制命令依次轉發到位于最末端的數據傳輸模塊； 數據傳輸模塊相對應的信號采集模塊獲取來自水聽器的探測數據，然后再將這些探測數據進行相應的處理后傳送到上一級數據傳輸模塊；該數據傳輸模塊同時還接收來自下一級數據傳輸模塊轉發過來的探測數據，然后將這些探測數據進行組裝后，再次發送到上一級數據傳輸模塊； 在信號采集模塊中，信號解調模塊具有信號解調與控制的作用，它一方面接收控制命令，并根據這些控制命令來改變信號采集模塊的工作狀態，它另一方面它接收來自于光電轉換模塊傳來的探測數據并將這些探測數據上傳到數據傳輸模塊中，信號采集模塊還對光源模塊進行控制； 光源模塊輸出的光信號經過光分路器后，再分別傳送到各個水聽器中； 光源模塊的輸出端、光分路器的兩邊、各個水聽器的兩端、各個水聽器與光電轉換模塊之間，信號的傳輸介質均為光纖； 光電轉換模塊負責將各個光纖水聽器傳來的光信號轉換成相應的電信號；光源模塊為各個水聽器提供光能。
2.如權利要求1所述的光電混合陣列探測系統，其特征是，數據記錄中心通過下行通路發送控制命令到各個數據傳輸模塊中，下行通路為下述方式中的一種:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到各個數據傳輸模塊中；在此方式中，待發送的控制命令不經過編碼，直接傳輸原始碼流，或者對控制命令進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸，或者對控制命令進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸；⑵基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式；(3)基于以太網接口芯片，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中；(4)基于電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將控制命令從數據記錄中心開始逐級轉發到每個數據傳輸模塊中。
3.如權利要求1所述的光電混合陣列探測系統，其特征是，各個數據傳輸模塊通過上行通路將數據發送到數據記錄中心，上行通路采取以下四種方式中的任意一種實現:(I)基于RS485硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；待發送的探測數據可以不經過編碼，直接傳輸原始碼流，或者對探測數據進行曼徹斯特編碼后，再進行傳輸；或者對探測數據進行從NRZ到NRZI再到MLT-3的編碼后，再進行傳輸；(2)基于MLT-3硬件接口，采用同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(3)基于以太網接口芯片，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心；(4)基于電壓或電流驅動的硬件接口，采用異步或同步傳輸的方式，將探測數據逐級地傳送到數據記錄中心。
【文檔編號】G01S7/52GK103439745SQ201310389395
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】段發階, 張敏, 蔣佳佳, 李彥超, 華香凝, 陳勁, 李宸陽, 李驥, 段曉杰 申請人:天津大學