一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器及其方法
【專利摘要】一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，包括：定位模塊、信號預處理與采樣模塊、不極化電極模塊、OMAP中心控制模塊、TFTLCD模塊、物理鍵盤模塊、存儲模塊、傳感器模塊、上位機無線通信模塊、藍牙智能終端模塊、ISM中程微波通信終端模塊和外部通信設備模塊；所述定位模塊與OMAP中心控制模塊相連，信號預處理與采樣模塊與OMAP中心控制模塊相連，不極化電極模塊與信號預處理與采樣模塊相連，OMAP中心控制模塊分別和TFTLCD模塊、物理鍵盤模塊、存儲模塊、傳感器模塊、上位機無線通信模塊、藍牙智能終端模塊、ISM中程微波通信終端模塊和外部通信設備模塊相連。本發明可以實現勘探儀器的無線操控，給野外環境中的工程技術人員帶來較大的便利。
【專利說明】
-種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器及其方法
技術領域
[0001] 本發明設及勘探儀器領域，尤其設及一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘 探儀器及其方法。
【背景技術】
[0002] 在野外的勘探環境中，進行勘探最常用的方法就是使用勘探儀器，運些儀器幾乎 全部使用了電信號作為探測和處理時使用的信號。傳統的儀器一般是由一個堅固，防水，防 震，防爆的機殼，一個控制面板和一個和其內部的電池及電路板組成。在操作時，控制面板 基本上是控制儀器的唯一方式。
[0003] 隨著技術的不斷發展，藍牙與微波的技術不斷成熟，特別是低功耗藍牙(BLE)出現 之后，藍牙設備的耗電可W降到很低。所W，結合當前的技術發展趨勢，勘探儀器等工業儀 器的操作無線化將會是一個很大的趨勢。

【發明內容】

[0004] 為克服了現有技術的不足，本發明提供一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法 勘探儀器及其方法，可W實現勘探儀器的無線操控，給野外環境中的工程技術人員帶來較 大的便利。
[0005] 本發明的技術方案為:一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，包括： 定位模塊、信號預處理與采樣模塊、不極化電極模塊、0MAP中屯、控制模塊、TFTLCD模塊、物理 鍵盤模塊、存儲模塊、傳感器模塊、上位機無線通信模塊、藍牙智能終端模塊、ISM中程微波 通信終端模塊和外部通信設備模塊;所述定位模塊與0MAP中屯、控制模塊相連，信號預處理 與采樣模塊與0MAP中屯、控制模塊相連，不極化電極模塊與信號預處理與采樣模塊相連， 0MAP中屯、控制模塊分別和TFTLCD模塊、物理鍵盤模塊、存儲模塊、傳感器模塊、上位機無線 通信模塊、藍牙智能終端模塊、ISM中程微波通信終端模塊和外部通信設備模塊相連。
[0006] 所述定位模塊負責完成衛星數據的獲取，并將獲取的數據發送給衛星數據處理單 J L· 〇
[0007] 所述信號預處理與采樣模塊負責地下介質中的電信號的采集與模數轉換，并將獲 得的數字信號發送給信號采集控制單元。
[0008] 所述不極化電極模塊負責獲得地下介質中的電位差，其不極化的特性可W保證良 好的電壓采集特性。
[0009] 所述0MAP中屯、控制模塊包括衛星數據處理單元、信號采集控制單元、異常處理單 元、數學計算與分析單元、環境檢測單元、上位機無線通信單元、控制單元、物理鍵盤控制單 元、存儲器控制單元、控制中屯、單元、藍牙通信單元、ISM中程微波通信單元和物理通信接口 單元;衛星數據處理單元與定位模塊和控制中屯、單元相連，用于獲取衛星的數據，包含經締 度，時間與日期，標準脈沖等，運些數據將用于儀器的衛星同步及時間控制；信號采集控制 單元與信號預處理與采樣模塊和控制中屯、單元相連，負責接收信號預處理與采樣模塊發來 的數據，并在控制中屯、單元的控制下將數據發送給數學計算與分析單元和存儲器控制單 元;異常處理單元與環境檢測單元和控制中屯、單元相連，主要任務是在環境參數異常時或 者控制中屯、單元發出異常通知時，進行報警控制；數學計算與分析單元與控制中屯、單元、 ISM中程微波通信單元、TFTLCD控制單元、藍牙通信單元、存儲器控制單元和物理通信接口 單元相連，主要的工作是處理儀器采集到的數據，并在控制中屯、單元的控制下將處理結果 發送給與之相連的各個單元;環境檢測單元與傳感器模塊、異常處理單元和控制中屯、單元 相連，負責采集獲取環境中的參數信息，包含溫度，濕度，大氣壓值等等，并將運些數據發送 給異常處理單元;物理通信接口單元與外部通信設備模塊、數學計算與分析單元和控制中 屯、單元相連，其完成的主要功能是在儀器數據分析處理完成之后，在控制中屯、單元的控制 下將數據導出到外部的通信或存儲設備，包括但不限于U盤，PC機等;存儲器控制單元與存 儲模塊、數學計算與分析單元、控制中屯、單元和信號采集控制單元相連，負責儀器的所有數 據的存儲，包括但不限于信號采集控制單元發來的原始數據，數學計算與分析單元計算之 后的結果，控制中屯、單元發來的一些需要存儲的參數等;TFTLCD控制單元與TFTLCD模塊、數 學計算與分析單元和控制中屯、單元相連，它控制著人機交互界面的工作，向用戶顯示信息 并獲取用戶輸入的信息，在控制中屯、單元的控制下將數學計算與分析單元的計算結果顯示 在屏幕上；物理鍵盤控制單元與物理鍵盤模塊和控制中屯、單元相連，物理鍵盤模塊給用戶 提供了另一個操作方式，在用戶不習慣使用觸摸屏時，可W通過物理鍵盤模塊數據指令和 參數，控制儀器的運行;上位機無線通信單元與上位機無線通信模塊、藍牙通信單元和控制 中屯、單元相連，可W使用WIFI網絡將數據發送給上位機無線通信模塊，供上位機分析與處 理;ISM中程微波通信單元與ISM中程微波通信終端模塊、上位機無線通信模塊、藍牙智能終 端模塊、數學計算與分析單元和控制中屯、單元相連，該單元的主要工作為中程距離(5kmW 內）的傳輸與控制。借助微波通信技術，可W在不方便直接操控儀器時，進行遠程控制。使用 ISM中程微波通信終端模塊，儀器的操作者可W在幾千米的范圍之外，無線操控儀器的工 作，并借助控制中屯、單元的控制工作，將部分關鍵的數據傳輸給ISM中程微波通信終端模 塊，中程微波通信終端模塊再講數據傳輸給上位機無線通信模塊或藍牙智能終端模塊，進 行下一步的處理;藍牙通信單元與藍牙智能終端模塊、數學計算與分析單元、上位機無線通 信單元和控制中屯、單元相連，其中，藍牙智能終端模塊與ISM中程微波通信終端模塊和上位 機無線通信模塊均相連，藍牙智能終端模塊是一個智能設備，包括但不限于智能手機，平板 電腦，PC機等，在近距離時（lOmW內），藍牙智能終端模塊可W通過無線連接的方式與藍牙 通信單元相連，配合上智能設備上的軟件或應用，無線控制勘探儀器的工作，數據的導出 (包括WIFI無線傳輸導出），采集的起停等。在中程距離時(5kmW內），藍牙智能終端模塊可 W將數據首先傳輸給與之相連的ISM中程微波通信終端模塊，ISM中程微波通信終端模塊通 過微波技術將控制指令或其他信息傳輸到幾千米之外的儀器，儀器上的ISM中程微波通信 單元接受到指令與信息之后，執行相應的處理，處理完之后將處理結果再次通過ISM中程微 波通信單元發送給ISM中程微波通信終端模塊，ISM中程微波通信終端模塊在將結果發送給 藍牙智能終端模塊，藍牙智能終端模塊就可W得到需要的結果。另外，藍牙智能終端模塊也 可W將得到的數據發送給上位機無線通信模塊，W便下一步的分析處理;控制中屯、單元與 OMAP中屯、控制模塊中的所有其他模塊相連，控制指揮所有其他單元的工作。
[0010]所述TFTLCD模塊與TFTLCD控制單元相連，主要負責完成儀器的顯示任務W及用戶 觸摸輸入的操作。
[0011] 所述物理鍵盤模塊與物理鍵盤控制單元相連，主要負責完成用戶的按鍵指令的輸 入操作。
[0012] 所述存儲模塊與存儲器控制單元相連，主要負責完成儀器的所有相關數據的存儲 工作。
[0013] 所述傳感器模塊與環境檢測單元相連，主要負責獲取外界環境中的模擬參數，并 將其轉換為數字信號，供異常處理單元分析與處理。
[0014] 所述上位機無線通信模塊與上位機無線通信單元、ISM中程微波通信終端模塊和 藍牙智能終端模塊相連。主要完成的任務就是和0MAP中屯、控制模塊進行無線通信和數據傳 輸，使上位機得到相關的數據，進行更深度的分析處理，也可W進行對0MAP中屯、控制模塊的 無線控制。
[0015] 所述藍牙智能終端模塊與藍牙通信單元、ISM中程微波通信終端模塊和上位機無 線通信模塊相連，其主要完成的任務就是實現儀器的近距離或中遠距離的無線控制與數據 傳輸，增加了儀器操控的便捷性。
[0016] 所述ISM中程微波通信終端模塊與ISM中程微波通信單元、藍牙智能終端模塊和上 位機無線通信模塊相連，主要負責中遠距離的通信的實現，并進行數據或控制指令的傳輸， 既可W獨立控制儀器，也可W接收藍牙智能終端模塊的控制指令，間接的控制儀器的操作。
[0017] 所述外部通信設備模塊與物理通信接口單元相連，儀器通過物理通信接口單元可 W將數據導出到外部設備中。
[0018] 所述藍牙智能終端模塊，ISM中程微波通信終端模塊，上位機無線通信模塊均可W 實現儀器的獨立無線操控，為用戶提供了多種的控制渠道，另外，藍牙智能終端模塊，ISM中 程微波通信終端模塊，上位機無線通信模塊Ξ個單元之間也可W相互協作對一起進行控 審IJ，給儀器的使用帶來的很大的便捷性。
[0019] 本發明與現有技術相比的優點在于：
[0020] (1)本發明使用了具有較長通信距離的ISM中程微波通信終端模塊，借助微波通信 技術，可W實現在幾千米之外對儀器的遠程無線操控。克服了現有的儀器基本上只能在儀 器的控制面板上直接操作的局限性。
[0021] (2)本發明使用了功耗較低的藍牙智能終端模塊，可W實現在低功耗的前提下對 儀器的無線控制，將低功耗藍牙(BLE)和勘探方法相結合，使得儀器可W通過智能手機等智 能終端進行操控，拓寬了勘探儀器的控制渠道。
[0022] (3)本發明使用的上位機無線通信模塊，將WIFIDirect直連技術與電法勘探相結 合，不僅可W實現每秒MB級的高速率數據傳輸，而且可W通過上位機直接無線操控儀器，獲 取數據后直接在上位機進行處理，十分便捷。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器的結構方框圖；
[0024] 圖2為本發明的一個具體實施示例的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 如圖1所示，本發明一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器包括:定位 模塊1、信號預處理與采樣模塊2、不極化電極模塊3、0MAP中屯、控制模塊4、TFTLCD模塊501、 物理鍵盤模塊502、存儲模塊503、傳感器模塊504、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端 模塊6、ISM中程微波通信終端模塊7和外部通信設備模塊8;所述定位模塊1與0MAP中屯、控制 模塊4相連，信號預處理與采樣模塊2與0MAP中屯、控制模塊4相連，不極化電極模塊3與信號 預處理與采樣模塊2相連，0MAP中屯、控制模塊4分別和TFTLCD模塊501、物理鍵盤模塊502、存 儲模塊503、傳感器模塊504、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端模塊6、ISM中程微波通 信終端模塊7和外部通信設備模塊8相連。
[0026] 所述定位模塊1用于獲取衛星數據，并將獲取的數據發送給衛星數據處理單元 401。優選地，所述定位模塊1可W采用GI^定位模塊或北斗定位模塊。
[0027] 所述信號預處理與采樣模塊2用于獲取地下介質中的電信號，將采集的電信號進 行模數轉換，并將模數轉換后的數字信號發送給信號采集控制單元402。
[00%] 所述不極化電極(non-polarizing electrode)模塊3用于采集地下介質中的電信 號，并將采集的電信號提供給所述信號預處理與采樣模塊2;所述電信號為電位差信號。非 極化電極是指有電流流過不發生電位變化即不發生極化的電極，通常，將紫銅棒放在盛有 飽和硫酸銅溶液的素燒瓷罐中，所述紫銅棒通過由素燒瓷罐滲透的硫酸銅溶液的離子來導 電，可使電極的極化電位差減小到1毫伏W內，從而保證良好的電位差信號采集特性。
[0029] 所述0MAP中屯、控制模塊4包括衛星數據處理單元401、信號采集控制單元402、異常 處理單元403、數學計算與分析單元404、環境檢測單元405、上位機無線通信單元406、 TFTLCD控制單元407、物理鍵盤控制單元408、存儲器控制單元409、控制中屯、單元410、藍牙 通信單元41UISM中程微波通信單元412和物理通信接口單元413。
[0030] 其中所述衛星數據處理單元401與定位模塊1和控制中屯、單元410相連，用于從定 位模塊1獲取定位數據，所述定位數據包含經締度，時間與日期，標準脈沖等;所述衛星數據 處理單元401對定位數據進行處理后提取定位信息W及時間同步信息，并將所述定位信息 與時間同步信息發送至控制中屯、單元410,用于實現衛星同步及時間控制;信號采集控制單 元402與信號預處理與采樣模塊2和控制中屯、單元410相連，用于接收信號預處理與采樣模 塊2發來的數據，并在控制中屯、單元410的控制下將數據發送給數學計算與分析單元404和 存儲器控制單元409;異常處理單元403與環境檢測單元405和控制中屯、單元410相連，用于 在環境參數異常時或者控制中屯、單元410發出異常通知時，進行報警控制;數學計算與分析 單元404與控制中屯、單元410、ISM中程微波通信單元411、TFTLCD控制單元407、藍牙通信單 元411、存儲器控制單元409和物理通信接口單元413分別相連，用于處理采集到的各項數 據，并在控制中屯、單元410的控制下將處理結果發送給與之相連的各個單元;環境檢測單元 405與傳感器模塊504、異常處理單元403和控制中屯、單元410分別相連，用于采集獲取環境 中的參數信息，所述參數信息包含例如溫度，濕度，大氣壓值等，并將運些參數信息發送給 異常處理單元403;物理通信接口單元413與外部通信設備模塊8、數學計算與分析單元404 和控制中屯、單元410分別相連，用于根據控制中屯、單元410的控制、將數據導出到外部通信 設備模塊8，所述外部通信設備模塊包括但不限于U盤，PC機等;存儲器控制單元409與存儲 模塊503、數學計算與分析單元404、控制中屯、單元410和信號采集控制單元402分別相連，用 于存儲數據;所述數據包括但不限于信號采集控制單元402發來的原始數據，數學計算與分 析單元404計算之后的結果，控制中屯、單元410發來的需要存儲的參數等;TFTLCD控制單元 407與TFTLCD模塊501、數學計算與分析單元404和控制中屯、單元410分別相連，用于控制人 機交互界面的工作，向用戶顯示信息并獲取用戶輸入的信息，在控制中屯、單元410的控制下 將數學計算與分析單元404的計算結果顯示在屏幕上;物理鍵盤控制單元408與物理鍵盤模 塊502和控制中屯、單元410相連，物理鍵盤模塊502給用戶提供了另一個操作方式，在用戶不 習慣使用觸摸屏時，可W通過物理鍵盤模塊502發出數據指令和參數，控制儀器的運行；上 位機無線通信單元406與上位機無線通信模塊505、藍牙通信單元411和控制中屯、單元410分 別相連，將數據發送給上位機無線通信模塊505,供上位機分析與處理;ISM中程微波通信單 元412與ISM中程微波通信終端模塊7、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端模塊6、數學 計算與分析單元404和控制中屯、單元410分別相連，用于實現中程距離（5kmW內）的傳輸與 控制。借助微波通信技術，可W在不方便直接操控儀器時，進行遠程控制。使用ISM中程微波 通信終端模塊7,儀器的操作者可W在幾千米的范圍之外，無線操控儀器的工作，并借助控 制中屯、單元410的控制工作，將部分關鍵的數據傳輸給ISM中程微波通信終端模塊7,中程微 波通信終端模塊7再將數據傳輸給上位機無線通信模塊505或藍牙智能終端模塊6,進行下 一步的處理;藍牙通信單元411與藍牙智能終端模塊6、數學計算與分析單元404、上位機無 線通信單元406和控制中屯、單元410分別相連，其中，藍牙智能終端模塊6與ISM中程微波通 信終端模塊7和上位機無線通信模塊505分別相連，優選地，所述藍牙智能終端模塊6可W為 智能設備，包括但不限于智能手機，平板電腦，PC機等，在近距離時（lOmW內），藍牙智能終 端模塊6可W通過無線連接的方式與藍牙通信單元411相連，配合上智能設備上的軟件或應 用，控制無線控制勘探儀器的工作，實現數據的導出（包括WIFI無線傳輸導出），采集的起停 等。在中程距離時巧kmW內），藍牙智能終端模塊6可W將數據首先傳輸給與之相連的ISM中 程微波通信終端模塊7，ISM中程微波通信終端模塊7通過微波技術將控制指令或其他信息 傳輸到幾千米之外的儀器，儀器上的ISM中程微波通信單元412接受到指令與信息之后，執 行相應的處理，處理完之后將處理結果再次通過ISM中程微波通信單元412發送給ISM中程 微波通信終端模塊7，ISM中程微波通信終端模塊7再將結果發送給藍牙智能終端模塊6，從 而藍牙智能終端模塊6可W得到需要的結果。另外，藍牙智能終端模塊6也可W將得到的數 據發送給上位機無線通信模塊505, W便進行下一步的分析處理;控制中屯、單元410與OMAP 中屯、控制模塊4中的所有其他模塊相連，用于控制所有其他單元的工作。
[0031] 所述TFTLCD模塊501與TFTLCD控制單元407相連，用于完成儀器的顯示任務W及用 戶觸摸輸入的操作。
[0032] 所述物理鍵盤模塊502與物理鍵盤控制單元408相連，用于完成用戶的按鍵指令的 輸入操作。
[0033] 所述存儲模塊503與存儲器控制單元409相連，用于完成儀器的所有相關數據的存 儲工作。
[0034] 所述傳感器模塊504與環境檢測單元405相連，用于獲取外界環境中的模擬參數， 并將其轉換為數字信號，供異常處理單元403分析與處理。
[0035] 所述上位機無線通信模塊505與上位機無線通信單元405JSM中程微波通信終端 模塊7和藍牙智能終端模塊6相連，用于與OMAP中屯、控制模塊4進行無線通信和數據傳輸，使 上位機得到相關的數據，進行進一步分析處理，也可W進行對OMAP中屯、控制模塊4的無線控 制。
[0036] 所述藍牙智能終端模塊6與藍牙通信單元41UISM中程微波通信終端模塊7和上位 機無線通信模塊505相連，用于實現儀器的近距離或中遠距離的無線控制與數據傳輸，增加 了儀器操控的便捷性。
[0037] 所述ISM中程微波通信終端模塊7與ISM中程微波通信單元412、藍牙智能終端模塊 6和上位機無線通信模塊505相連，用于實現中遠距離的通信，并進行數據或控制指令的傳 輸。所述ISM中程微波通信終端模塊7既可W獨立控制儀器，也可W接收藍牙智能終端模塊6 的控制指令，間接地控制儀器的操作。
[0038] 所述外部通信設備模塊8與物理通信接口單元413相連，儀器通過物理通信接口單 元413可W將數據導出到外部設備中。
[0039] 下面通過另一個實施例對本發明再進一步詳細說明。
[0040] 如圖2所示，本發明的一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探方法流程：
[0041] 步驟901:首先，用戶啟動儀器，給儀器上電；
[0042] 步驟902:上電之后，儀器執行一系列的初始化操作，為開始工作做準備。初始化主 要有液晶屏(TFTLCD)初始化，傳感器初始化，北斗衛星模塊初始化，存儲模塊初始化，鍵盤 模塊初始化；
[0043] 步驟903:判斷液晶屏的初始化是否成功。如果初始化成功，則進入步驟904，否則 返回步驟902，重新液晶屏初始化；
[0044] 步驟904:判斷傳感器初始化是否成功。如果初始化成功，則進入步驟908,否則返 回步驟902，重新傳感器初始化；
[0045] 步驟905:判斷衛星同步是否成功。如果衛星同步成功，則進入步驟906,否則返回 步驟902，重新衛星同步；
[0046] 步驟906:判斷存儲模塊初始化是否成功。如果初始化成功，則進入步驟9078，否則 返回步驟902，重新存儲模塊初始化；
[0047] 步驟907:判斷鍵盤模塊初始化是否成功。如果初始化成功，則進入步驟908，否則 返回步驟902，重新鍵盤模塊初始化；
[0048] 步驟908:判斷用戶設定的操控方式是否是本地操控;如果判斷為本地操控，則進 入步驟916;如果判斷不是本地操控，則進入步驟909，判斷是否為ISM微波遠程控制;如果是 則進入步驟912;如果不是則進入步驟910;
[0049] 步驟910,判斷是否為藍牙操控，如果是則進入步驟913,如果不是則進入步驟911; [(K)加]步驟911，判斷是否為上位機WIFI操控，如果是則進入步驟914，如果不是則進入步 驟908;
[0051 ]步驟912:判斷微波通信是否連接成功，如果連接成功，則進入步驟916，否則進入 步驟915,重新連接；
[0052] 步驟913:判斷藍牙連接是否成功，如果連接成功，則進入步驟916，否則進入步驟 915,重新連接；
[0053] 步驟914:判斷上位機WIFI (WIFI Direct)是否連接成功，如果連接成功，則進入步 驟916，否則進入步驟915，重新連接；
[0054] 步驟915:如果用戶選擇了無線操控的方式控制儀器，那么在出現無線連接失敗的 情況時，會進入此步驟，重新進行無線連接;重新連接成功后進入步驟916;
[0055] 步驟916:完成操控方式配置之后，進行主控操作；
[0056] 步驟917:讀取各個傳感器的數據，W判斷環境參數是否正常，如果正常，則進入步 驟919,否則進入步驟918;
[0057] 步驟918:當環境參數有異常時，向用戶進行異常提醒；
[005引步驟919:獲取用戶輸入的采集指令與參數；
[0059] 步驟920:比較用戶設定的時間與從北斗衛星模塊獲取的時間，W判斷時間是否到 達，如果時間尚未到達，則進入步驟921，等待時間的到達，如果時間已到達，則進入步驟 922；
[0060] 步驟921:如果用戶設定的啟動時間尚未到達，儀器進入此步驟，當等候時間到達 時，則進入步驟922;
[0061] 步驟922:開始采集地下電信號數據并進行實時的數據處理。
[0062] 其中數據實時處理的過程具體如下：
[0063] 對采集到的信號Uin(t)進行數據預處理，濾除采集到的信號中的高頻噪聲。由于勘 探中的信號屬于低頻信號，所W設計了截止頻率為3Ifflz，通帶紋波為3地的二階濾波器。濾 波器的傳遞函數為：
[0064]
[00化]取 Rini = 1.26k，Rin2 = 1.3k，Cini = 22nF，&b = 150nF，f stop = 18.8化Hz，得到濾波函 數為：
[0066]
[0067] 對采集到的信號Uin(t)經過濾波處理后，得到處理后的接收信號UDut(t)
[0068] 使用遞推算法生成探測信號m(t)，遞推算法為：
[0069] Sr=Sr-k? Sr-n
[0070] 其中，Sr為信號m(t)的某一位的狀態，Sr-k表示Sr-1從開始，倒數k位對應的狀態。 Sr-n表示Sr-1從開始，倒數η位對應的狀態。其中，前η位初始狀態事先給定。
[0071] 得到m(t)之后，計算得到m(t)自相關函數Ξ角形面積Sm(t):
[0072]
[0073] 其中，N為m(t)的信號階數，Am2為m(t)信號的幅值，Tm(t)為m(t)的碼片寬度。
[0074] 根據生成的探測信號m(t)和得到的UDut(t)，計算待測系統的傳遞函數h(t):
[0075]
[0076] 其中，Rmu(t)為m(t)與Ucmt(t)的互相關函數，R皿為Ucmt(t)與m(t)的互相關函數。
[0077] 在進行實時的數據處理過程中，同時執行923,924,925Ξ個步驟。
[0078] 步驟923:在采集并獲取地下數據的同時，實時保存獲得的數據；
[0079] 步驟924:在采集數據的過程中，數據的分析與處理是同步進行的，所W，儀器會在 LCD顯示屏上實時的顯示運算分析的結果，用戶可W在勘探采集的同時獲得分析結果，在一 定程度上提高的效率。優選地，傳遞函數h(t)將在步驟924中顯示在LCD上，供用戶觀察分析 結果；
[0080] 步驟925:在儀器工作的過程中，儀器會實時與控制端傳輸處理的進程，接收控制 端的指令，發送部分處理數據等操作，W保證儀器對用戶操作的及時相應，并獲得正確的結 果與參數；
[0081] 步驟926:采集任務完成之后，判斷用戶是否需要將數據導出至外部的存儲設備， 所述外部存儲設備例如U盤，SD卡等，如果用戶選擇否，那么進入步驟928，本次采集任務結 束。如果用戶選擇是，則進入步驟927;
[0082] 步驟927:儀器將數據導出至用戶指定的外部存儲器中；
[0083] 步驟928:儀器本次采集的任務結束。
[0084] 本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
[0085] W上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來 說，在不脫離本發明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也應視為 本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，包括:定位模塊1、信號預處理 與采樣模塊2、不極化電極模塊3、OMAP中心控制模塊4、TFTIXD模塊501、物理鍵盤模塊502、 存儲模塊503、傳感器模塊504、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端模塊6、ISM中程微波 通信終端模塊7和外部通信設備模塊8;所述定位模塊1與OMAP中心控制模塊4相連，信號預 處理與采樣模塊2與OMAP中心控制模塊4相連，不極化電極模塊3與信號預處理與采樣模塊2 相連，OMAP中心控制模塊4分別和TFTIXD模塊501、物理鍵盤模塊502、存儲模塊503、傳感器 模塊504、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端模塊6、ISM中程微波通信終端模塊7和外 部通信設備模塊8相連； 所述定位模塊1用于獲取衛星數據，并將獲取的數據發送給衛星數據處理單元401; 所述信號預處理與采樣模塊2用于獲取地下介質中的電信號，將采集的電信號進行模 數轉換，并將模數轉換后的數字信號發送給信號采集控制單元402; 所述不極化電極(non-polarizing electrode)模塊3用于采集地下介質中的電信號， 并將采集的電信號提供給所述信號預處理與采樣模塊2;所述電信號為電位差信號。2. 根據權利要求1所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特征在于： 所述OMAP中心控制模塊4包括衛星數據處理單元401、信號采集控制單元402、異常處理 單元403、數學計算與分析單元404、環境檢測單元405、上位機無線通信單元406、TFTIXD控 制單元407、物理鍵盤控制單元408、存儲器控制單元409、控制中心單元410、藍牙通信單元 411、ISM中程微波通信單元412和物理通信接口單元413。3. 根據權利要求1或2所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特征在 于： 所述衛星數據處理單元401與定位模塊1和控制中心單元410相連，用于從定位模塊1獲 取定位數據;所述衛星數據處理單元401對定位數據進行處理后提取定位信息以及時間同 步信息，并將所述定位信息與時間同步信息發送至控制中心單元410,用于實現衛星同步及 時間控制;信號采集控制單元402與信號預處理與采樣模塊2和控制中心單元410相連，用于 接收信號預處理與采樣模塊2發來的數據，并在控制中心單元410的控制下將數據發送給數 學計算與分析單元404和存儲器控制單元409。4. 根據權利要求1-3任一所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特 征在于： 異常處理單元403與環境檢測單元405和控制中心單元410相連，用于在環境參數異常 時或者控制中心單元410發出異常通知時，進行報警控制;數學計算與分析單元404與控制 中心單元410、ISM中程微波通信單元411、TFTLCD控制單元407、藍牙通信單元411、存儲器控 制單元409和物理通信接口單元413分別相連，用于處理采集到的各項數據，并在控制中心 單元410的控制下將處理結果發送給與之相連的各個單元;環境檢測單元405與傳感器模塊 504、異常處理單元403和控制中心單元410分別相連，用于采集獲取環境中的參數信息；并 將這些參數信息發送給異常處理單元403。5. 根據權利要求1-4任一所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特 征在于： 物理通信接口單元413與外部通信設備模塊8、數學計算與分析單元404和控制中心單 元410分別相連，用于根據控制中心單元410的控制、將數據導出到外部通信設備模塊8。6. 根據權利要求1-5任一所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特 征在于： 存儲器控制單元409與存儲模塊503、數學計算與分析單元404、控制中心單元410和信 號采集控制單元402分別相連，用于存儲數據;所述數據包括但不限于信號采集控制單元 402發來的原始數據，數學計算與分析單元404計算之后的結果，控制中心單元410發來的需 要存儲的參數。7. 根據權利要求1-6任一所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特 征在于： TFTIXD控制單元407與TFTIXD模塊501、數學計算與分析單元404和控制中心單元410分 別相連，用于控制人機交互界面的工作，向用戶顯示信息并獲取用戶輸入的信息，在控制中 心單元410的控制下將數學計算與分析單元404的計算結果顯示在屏幕上;物理鍵盤控制單 元408與物理鍵盤模塊502和控制中心單元410相連。8. 根據權利要求1-7任一所述的基于藍牙與微波技術的無線控制電法勘探儀器，其特 征在于： 上位機無線通信單元406與上位機無線通信模塊505、藍牙通信單元411和控制中心單 元410分別相連，將數據發送給上位機無線通信模塊505,供上位機分析與處理；ISM中程微 波通信單元412與ISM中程微波通信終端模塊7、上位機無線通信模塊505、藍牙智能終端模 塊6、數學計算與分析單元404和控制中心單元410分別相連； 藍牙通信單元411與藍牙智能終端模塊6、數學計算與分析單元404、上位機無線通信單 元406和控制中心單元410分別相連，其中，藍牙智能終端模塊6與ISM中程微波通信終端模 塊7和上位機無線通信模塊505分別相連； 所述TFTIXD模塊501與TFTIXD控制單元407相連，用于完成儀器的顯示任務以及用戶觸 摸輸入的操作;所述物理鍵盤模塊502與物理鍵盤控制單元408相連，用于完成用戶的按鍵 指令的輸入操作;所述存儲模塊503與存儲器控制單元409相連，用于完成儀器的所有相關 數據的存儲工作;所述傳感器模塊504與環境檢測單元405相連，用于獲取外界環境中的模 擬參數，并將其轉換為數字信號，供異常處理單元403分析與處理； 所述上位機無線通信模塊505與上位機無線通信單元405、ISM中程微波通信終端模塊7 和藍牙智能終端模塊6相連，用于與OMAP中心控制模塊4進行無線通信和數據傳輸，使上位 機得到相關的數據，進行進一步分析處理，也可以進行對OMAP中心控制模塊4的無線控制； 所述藍牙智能終端模塊6與藍牙通信單元411、ISM中程微波通信終端模塊7和上位機無 線通信模塊505相連； 所述ISM中程微波通信終端模塊7與ISM中程微波通信單元412、藍牙智能終端模塊6和 上位機無線通信模塊505相連，用于實現中遠距離的通信，并進行數據或控制指令的傳輸； 所述外部通信設備模塊8與物理通信接口單元413相連，通過物理通信接口單元413將數據 導出到外部設備中。
【文檔編號】G05B19/04GK105824253SQ201610039195
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月21日
【發明人】李梅, 陳馳, 郝凱學, 仇立山, 魏高榮
【申請人】中國地質大學（北京）