[发明专利]一种基于MicroTCA构架的海洋地震勘探拖缆数据接口插板

说明书

技术领域

本发明属于海洋地震勘探装备领域，尤其涉及一种基于MicroTCA构架的海洋地震勘探拖缆数据接口插板。

背景技术

在海洋地震勘探领域，为了得到所测海洋区块的海底地质构造图，一般使用海洋地震勘探法来探测未知海洋区块。该方法中，作业船舶在拖拽多条海洋拖缆在待测海洋区块航行的同时，连续不断地在海水中制造人工地震波，海洋拖缆中分布的传感器及相关电子学设备源源不断的将采集到的地震信息传到船上的数据处理设备中，作业人员通过分析拖缆中的传感器阵列采集到的人工地震数据，就可以得到所测海洋区块的海底地质构造图。

随着海洋勘探需求提升，为了使勘探船的一次拖拽作业就可以测得更大海域的海底地震数据，提高海洋地震勘探的作业效率以及采集到的地震数据密度，从而更有效率的绘制出更加精细的海底地质构造图。这要求勘探船在作业的时候，需要拖拽更多更长的海洋拖缆，组成更广阔的传感器阵列，意味着与拖缆直接连接数据接口设备，除了需要有更强的数据传输和处理能力，还要具有强大的多型号拖缆兼容能力。

现有的海洋地震勘探拖缆数据采集系统，一般是基于VME或CPCI构架，机箱体积大、背板数据交换能力弱，系统组件不支持热插拔，维护难度高，可靠性低。应用于其中的现有数据接口插板，不仅数据处理能力受限于机箱背板带宽(VME背板带宽最高50MB/sec，CPCI背板带宽最高500MB/sec)，无法满足长距离海洋地震勘探拖缆实时大数据量地震数据的处理需求，而且其与拖缆的数据接口缺乏兼容性设计，无法满足海洋地震勘探领域对于使用同型数据接口卡同时支持多型号海洋拖缆进行地震勘探作业的需求。除此以外，现有的海洋拖缆数据接口插卡不具有智能状态管理功能，勘探作业行进过程中，工作人员无法远程实时监控数据接口插卡的工作状态(如电路板温度，线路电压，散热，电源状态等)，一旦数据采集系统中一个或者数个数据接口插卡因未知原因无法正常工作，工作人员却无法意识到这一情况，仍然继续展开勘探作业，后果将是灾难性的。

综上所述，现有海洋地震数据接口插卡数据处理能力弱，不支持热插拔，维护难度高可靠性低，不同型号拖缆兼容性能差，不具有智能状态管理功能，已经不能满足海洋地震勘探领域对于数据采集装备的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种基于MicroTCA构架的海洋地震勘探拖缆数据接口插板，用于接收并处理海洋拖缆上传的数据，可以满足海洋地震勘探拖缆数据采集系统对于长距离海洋地震勘探拖缆实时大数据量地震数据的处理需求和对于同时支持多型号海洋拖缆数据接口的需求，以及智能状态管理需求。

为解决上述问题，本发明提供的海洋地震勘探拖缆数据接口插板包括：

拖缆接口模块，与数据接口模块相连，接受智能状态管理模块的控制，用于与海洋地震勘探拖缆建立电气连接，接收海洋拖缆数据，并向该拖缆发送拖缆控制命令。

数据处理模块，是本发明所述的海洋地震勘探拖缆数据接口插板的核心模块，位于拖缆接口模块和背板总线接口模块之间，接受智能状态管理模块的控制，用于将从拖缆接口模块接收的拖缆数据进行解析、分离和解压缩，以得到拖缆状态数据和地震数据，将以时间顺序排列的地震数据转换为以拖缆采集通道顺序排列，即时序转道序操作，并从中实时抽取地震数据用于监测。此外，还用于将背板总线接口模块传来的拖缆控制命令，按照拖缆内部通信协议打包发送给拖缆接口模块。

背板总线接口模块，与数据处理模块相连，接受智能状态管理模块的控制，用于将处理完成的地震数据、拖缆状态数据、实时抽取的监测数据上传到MicroTCA机箱系统中。拖缆控制命令也通过背板总线接口模块向数据处理模块传递。

智能状态管理模块，与程控电源模块均有单向命令通道，与数据处理模块、背板总线接口模块和拖缆接口模块有双向交流通道，用于电路板级的工作状态监测与管理，是本发明所述海洋地震勘探拖缆数据接口插板上电后最先开始工作的电路模块，完成本发明所述海洋地震勘探拖缆数据接口插板的电压电流监测、散热控制、程控电源模块控制，并为本发明所述海洋地震勘探拖缆数据接口插板向MicroTCA机箱系统提供注册和管理功能。

程控电源模块，受智能状态管理模块控制，为本发明所述海洋地震勘探拖缆数据接口插板的拖缆接口模块、数据处理模块和背板总线接口模块提供电源，并按照相应模块芯片的上电顺序要求和用户命令提供上电和掉电服务，是本发明所述海洋地震勘探拖缆数据接口插板的最主要的电源。

进一步，拖缆接口模块包括：