海洋可控源电磁发射系统辅助单元的软硬件研制

作     者：高通 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：段红梅

授予年度：2014年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：海洋可控源 电磁发射机 lpc2368 辅助单元 

摘      要：作为一种重要的海洋电磁勘探方法，海洋可控源电磁探测在固体矿产探测、海洋油气勘探和海底工程评价中都发挥着非常重要的作用。它的基本原理是在海底的上方牵引一个能够发射低频率电磁脉冲信号的人工电磁场源，在人工电磁场源的上方或海洋底部投放电磁接收机阵列，海底地层受到人工电磁场的激励从而产生电磁散射响应，电磁接收机采集电磁散射响应所产生的相关响应信息，最终通过电磁场源发射的信息和接收机采集的信息来处理和分析研究海底地层的相关电性特征。作为可控源电磁场的人工激励场源，海洋可控源电磁发射机是可控源电磁探测方法的硬件基础之一，也是整个海洋可控源电磁探测研究中的重要环节。 海洋可控源电磁发射机辅助单元是整个电磁发射系统的重要组成单元，其主要功能是提供发射机弱电部分的电源管理、实时的采集存储发射电流数据和时间数据并把数据上传到上位机。本论文对基于低功耗微处理器(ARM7、Atmega8)、μC/OS-II实时多任务操作系统、USB数据采集存储和labview编程技术等进行研究，开发了发射机辅助单元的硬件电路、软件驱动以及labview上位机软件。发射机辅助单元硬件电路主要包括基于lpc2368和CH375的USB数据采集和存储，基于Atmega8的继电器控制，A/D转换和稳压电源等部分。软件部分主要是基于μC/OS-II操作系统在KEIL开发环境下进行开发的，实现发射电流数据和时间数据以固定格式存储在U盘中，并同时上传到上位机。整个软件程序的模块化比较清晰，具有较强的可读性，而且稳定性也比较好。同时LABVIEW上位机软件实现了发射机发射电流的直观重现。 海洋可控源电磁发射系统在2013年5月搭乘海洋六号科学调查船进行了海洋生产性试验，试验过程中发射系统工作稳定，各项技术指标达到预期要求，并成功采集了相关数据。而海洋可控源电磁发射系统辅助单元的设计也为今后海洋电磁发射系统进一步的设计与提高提供了宝贵的经验和可靠的技术积累。