[发明专利]基于U盘交互的无缆存储式地震仪数据采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震仪电子技术领域，具体是一种基于U盘交互的无缆存储式地震仪数据采集装置及方法。

背景技术

无缆存储式地震仪是一种自主式节点系统，在施工过程中，采样数据存储在采集站中，施工结束后，将采集站中存储的数据进行相应的导出，再根据需求合成最终需要的地震数据。由于无缆存储式地震仪连续工作时间长，故需要大容量的存储设备，目前在无缆存储式地震仪中采用的存储设备有Flash存储芯片、硬盘、插拔的SD、CF卡、U盘。

由于Flash存储芯片通常是焊接在电路板上，故在数据采集使用中无法进行更换，只能通过外界设备从Flash存储芯片中导出数据。一方面，导出操作流程不便于野外施工，另一方面，Flash存储芯片容量有限且价格昂贵，故不利于作为无缆存储式地震仪的大容量存储设备；硬盘虽然存储容量大，但功耗大，且硬盘在写入数据时转速很高，这时施工现场不经意的振动和冲击都有可能引起硬盘的磁道损坏，磁头失效，造成无法继续存储数据或者损坏，故可靠性差。常用的SD、CF内存卡很薄，强度较差，重要的是：内存卡的“金手指”外露，容易被静电击穿，使用时必须格外注意，这不利于野外恶劣环境下使用。而U盘无上述显著弊端，且存储容量大，用户可灵活的选择不同存储容量的U盘，USB2.0规范的传输速率为480 Mbps，满足无缆存储式地震仪的数据存储速率要求。另一方面，由于U盘基于USB接口，比具有50个引脚的基于IDE接口的CF卡更加小型化，不但计算机可通过USB接口直接读写U盘而无需转接卡，而且4个引脚的USB接口可利用密封性优越的接口引至数据采集设备外壳，做到具有很好的防水、密封效果。

目前，在现有的基于U盘存储的无缆存储式地震仪中，存在如下缺陷：1) USB接口在设备外壳内，用户无法更换U盘，只能通过设备外界端口从U盘中导出数据，这会让施工现场查看数据带来诸多不便，另外，当设备中的U盘存储满时，只能导出并清空U盘数据才能进行后续的数据采样工作，需要进行定期的导出数据工作，大数据量的导出与清空工作需要花费一定的时间，这在野外进行该任务时也会不便捷；2) 不支持USB热插拔功能，一方面表现在需要切断设备电源再插上U盘后设备才能识别U盘存储设备，另一方面表现在部分无缆存储式地震仪设备采用的是嵌入式Linux系统，当USB设备接入嵌入式Linux系统上的设备时，虽然操作系统内核能够检测到USB设备的插入或卸载，但应用程序却无法得到这些信息，内核和应用程序之间缺少联系，这就导致需要工作人员手工干预来设置和配置U盘存储设备；4) 在更换U盘存储设备过程中，数据采样需中断停止，当U盘更换成功后，重新开始数据采集工作，造成更换U盘过程中数据丢失； 5) 更换U盘存储设备后，需要重新配置设备才能进行采样，这就需要工作人员进行相关的采样设置，而配置设备进行数据采集的流程通常是集合了多种采样参数设置，这就要求工作人员具有较高的技术门槛，从而给使用者造成工作障碍，不利于推广普及。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于U盘交互的无缆存储式地震仪数据采集装置及方法，使得设备能够自动识别、挂载U盘存储设备。

本发明的技术方案为：

基于U盘交互的无缆存储式地震仪数据采集装置，包括有中央处理器，分别与中央处理器连接的数据采集模块、指示灯模块、Flash模块、GPS模块和USB接口模块，所述的数据采集模块用于对传感器模拟信号进行实时采集，所述的指示灯模块用于表示设备不同的工作状态，所述的Flash模块用于存储中央处理器运行所需的Linux系统文件并暂存采集数据，所述的GPS模块用于同步各无缆存储式地震仪采集的数据，并在实时采集数据包中添加GPS时间戳信息，所述的USB接口模块用于提供与U盘存储设备进行通信的接口。

所述的数据采集模块、指示灯模块集成于FPGA芯片中。

所述的指示灯模块包括有获取GPS信号指示灯、数据采集指示灯、U盘挂载指示灯和设备状态指示灯。

基于U盘交互的无缆存储式地震仪数据采集装置的控制方法，具体包括有以下内容：