海上数字地震拖缆BIT机内测试方法、测试系统及终端与流程

海上数字地震拖缆bit机内测试方法、测试系统及终端
技术领域
[0001]
本发明属于海上拖缆数据处理技术领域，尤其涉及一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法、测试系统及终端。


背景技术：

[0002]
目前，海上高分辨数字拖缆探测是海洋地球物理调查方法中尤为重要和普遍采用的方法，是探测区域地质特征、勘察海洋资源的重要途径。
[0003]
海上高分辨数字拖缆探测包括震源(类型分为等离子震源、气枪、电火花、炸药等)、地震信号接收系统(包括主控系统、导航定位系统、接口控制单元、交叉站、数传包、数字包、前放、水听器等及辅助设备)、以及水平鸟、罗经鸟、rgps等多个系统多个设备协调工作，设备庞大，海上施工风险很大，费用十分昂贵，时间就是金钱，任何一个单元出现问题都会影响探测效率，增加施工成本，必须保证系统安全、稳定、可靠工作，一旦发现问题需要及时解决问题。
[0004]
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005]
现有技术的地震拖缆接收系统工作稳定可靠性差，不能工作前进行自检、工作中查看、工作后检查的的闭环测试，造成判断准确性差，故障发现不及时，工作效率低。


技术实现要素：

[0006]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法、测试系统及终端。
[0007]
本发明是这样实现的，一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法，所述海上数字地震拖缆bit机内测试方法包括以下步骤：
[0008]
步骤一，对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测：
[0009]
(1)自检前，对源数据进行多重备份，并将源数据与备份数据进行互校；互校通过后，启动所述海上数字地震拖缆bit机的自检模式；
[0010]
(2)通过自校准单元对所述海上数字地震拖缆bit机进行自检和检测，并输出自检数据；如果检测到故障数据，根据故障数据显示故障信息；
[0011]
步骤二，对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试：
[0012]
(1)定义所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器各个节点的测试参数、信号编码、测试资源通道的测试信息，生成测试信号/资源配置表和编码信息库，确定多路数据传输总线信号的测试项目；
[0013]
(2)启动数传包箱体搭载的示波器模块进程进行监听并设置示波器模块的触发电平；握手成功后，被测模块发送数据，总线上出现一定幅度的电平；
[0014]
(3)通过示波器模块启动触发开始采集记录数据，测试单元对采集记录的数据进
行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到实时测试结果；所述测试单元由pxi测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备组成；
[0015]
步骤三，对所述各个节点进行错误校验：
[0016]
(1)对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点数据的输入流的各种子字符串进行字符串匹配，生成相应子字符串匹配的中间令牌格式；
[0017]
(2)通过数传包箱体搭载的处理器根据对应于相应子字符串匹配的令牌的频率生成熵代码；通过处理器核根据相应子字符串匹配的中间令牌格式生成位流；
[0018]
(3)通过比较单元将所述输入流与所述位流进行比较，根据比较结果建立初始模型，对初始模型进行拟合，形成目标模型；所述拟合公式为：
[0019]
s
μ
(x)＝a
·
x+b；
[0020]
其中，a＞0，b＞0；a为比例影响因子，b为偏移值；
[0021]
(4)利用目标模型响应于确定对所述输入流和所述位流进行匹配中的错误而生成异常数据，实现节点错误校验；
[0022]
步骤四，对所述各个节点进行错误校验后，如果出现丢码、误码现象，则进行错误部件定位：
[0023]
(1)通过数据接收单元对接收到的错误校验数据进行预处理，生成处理结果，并根据所述处理结果确定所述待处理数据的错误位置多项式；
[0024]
(2)纠错部件根据所述错误位置多项式计算错误数据位置，根据所述错误数据位置纠正所述待处理数据中的错误数据，并输出译码结果；
[0025]
(3)如果译码结果中出现丢码、误码现象，通过定位单元根据译码结果对各个节点对应的错误部件进行定位；
[0026]
步骤五，对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0027]
进一步，所述对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测中，通过激励测试，对接收的所述系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行数据分析。
[0028]
进一步，所述对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测中，所对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器分别与水上控制中心进行通信交互；在所述通信中，通过嵌入同协议，判断通信质量，并检测出通信信道的误码率信息。
[0029]
本发明的另一目的在于提供一种海上数字地震拖缆bit机内测试系统，包括：
[0030]
occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器；
[0031]
将所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息通过通信协议传输到水上控制中心；所述上水上控制中心位接收到所述系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实时分析、显示。
[0032]
进一步，所述通信协议包括rs485、lvds、千兆网分层协议。
[0033]
进一步，所述海上数字地震拖缆bit机内测试系统进一步包括：
[0034]
数据采集模块，用于采集occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听
器、供电系统的温度湿度、电流、电压数据，并将采集的数据发送微处理器arm；
[0035]
模数转换模块，用于对所述温度湿度、电流、电压数据进行数据转换，将转换后的数据发送fpga处理器进行数据识别；
[0036]
故障校验模块，对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件。
[0037]
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0038]
对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测；
[0039]
对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件；
[0040]
对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0041]
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0042]
对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测；
[0043]
对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件；
[0044]
对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0045]
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的方法。
[0046]
本发明的另一目的在于提供一种海上高分辨数字拖缆探测设备，所述海上高分辨数字拖缆探测设备搭载所述海上数字地震拖缆bit机内测试系统，并执行如下步骤：
[0047]
对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测。
[0048]
对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件。
[0049]
对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0050]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
[0051]
本发明提供的一种海上数字地震拖缆bit机内测试系统包括水上中心控制中心、occ控制单元、数传包、数字包、数字水听器等，bit系统中各个模块内部都内嵌bit自检系
统，每个模块bit系统为整套bit系统提供支撑，进行实时监控和进行初始化自检，系统主装备不用外部测试设备就能完成对系统、分系统及设备的功能检测、故障诊断与隔离及性能测试。本发明提高了海上地震拖缆数据采集系统的采集性能，在基础硬件架构上进行上位机软件、嵌入式软件控制加以实现自检和检测，形成工作前工作前自检、工作中查看、工作后检查的的闭环测试，及时准确的判断系统，故障提高系统可靠性稳定性及工作效率。
[0052]
本发明就是保障地震拖缆接收系统稳定可靠工作的重要方法，形成工作前工作前自检、工作中查看、工作后检查的的闭环测试，及时准确的判断系统，故障提高系统可靠性稳定性及工作效率。
附图说明
[0053]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0054]
图1是本发明实施例提供的海上数字地震拖缆bit机内测试方法流程图。
[0055]
图2是本发明实施例提供的海上数字地震拖缆bit机内测试系统示意图。
[0056]
图3是本发明实施例提供的关键部位硬件测试环路原理图。
具体实施方式
[0057]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0058]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法、测试系统及终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0059]
如图1所示，本发明提供一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法，包括：
[0060]
s101，对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测。
[0061]
s102，对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件。
[0062]
s103，对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0063]
如图2所示，本发明提供一种海上数字地震拖缆bit机内测试系统，包括：
[0064]
occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器；
[0065]
将所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息通过通信协议传输到水上控制中心；所述上水上控制中心位接收到所述系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实时分析、显示。
[0066]
所述通信协议包括rs485、lvds、千兆网分层协议。
[0067]
所述海上数字地震拖缆bit机内测试系统进一步包括：
[0068]
数据采集模块，用于采集occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器、供电系统的温度湿度、电流、电压数据，并将采集的数据发送微处理器arm；
[0069]
模数转换模块，用于对所述温度湿度、电流、电压数据进行数据转换，将转换后的数据发送fpga处理器进行数据识别；
[0070]
故障校验模块，对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试，以及对所述各个节点进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，进行定位错误部件。
[0071]
下面结合具体原理分析对本发明作进一步描述。
[0072]
为尽量降低施工过程中的准备时间、及现场施工人员操作的复杂度和设备故障引起的时间、人力、物资等成本的损失，系统在设计上采用多重措施用以提可靠性以及高施工效率，降低系统操作复杂度。
[0073]
在本系统关键功能模块上，主要可针对各个模块中的时钟、存储、电源、采集、传输通信等几部分进行实时监控和进行初始化自检。而有些自检或检测可在基础硬件架构上进行软件实现，有些需要需要硬件支持，才能形成闭环测试。
[0074]
硬件闭环测试支持，如图3所示。
[0075]
在关键功能模块上，如adc采集、系统供电以及系统工作环境等方面在硬件设计中添加测试电路。由于adc内嵌dac可输出测试波形，从而，通过闭环adc数据测试可实现系统的采集健康状态监控。对于电压和电流，分别通过检测电阻进入检测adc，便可实现数据转换，进行识别。
[0076]
软件闭环检测
[0077]
在硬件支持的情况下，软件可以轻松获取系统各个检测点系统状态信息如系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源情况等信息。
[0078]
对采集模块可通过提供测试激励，并进行接收数据分析，来判断采集模块以及整个链路的功能完整性。
[0079]
软件在进行上电检测时，可分别对外设进行逐一通信交互，并判断是否能够正常通信以及获取良好的反馈信息。
[0080]
在通信机制上，通过嵌入同协议，软件测试回路来判断通信质量，并可以检测出通信信道的误码率等信息。
[0081]
该系统通过对测试的整体设计，在软件和硬件的共同协作下，可实现设备各项工作状态以及各项关键性能指标进行自动检测分析，并把检测结果直观的反馈给操作人员，可以对设备的运行健康状态了如执掌，从而保证系统工作前，设备是可靠运行的。
[0082]
在工作过程中，系统仍对部分关键功能处于实时监控状态，一旦系统运行过程中出现异常，存在数据采集准确性的隐患时，系统会及时的反馈给上位机，并把故障点位置及故障代码显示出来，帮助操作人员及时有效的做出下一步决策。尽可能低的降低系统施工风险及损失。
[0083]
下面结合积极效果对本发明作进一步描述。
[0084]
本发明所述bit机内测试作业方法，可以实现检测点独立单元部件occ接口控制箱体状态信息如系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源情况等信息；
[0085]
本发明所述bit机内测试作业方法，可以实现检测点独立单元部件交叉站箱体状态信息如系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源情况等信息；
[0086]
本发明所述bit机内测试作业方法，可以实现检测点独立单元部件数传包箱体状态信息如系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源情况等信息；
[0087]
本发明所述bit机内测试作业方法，可以实现检测点独立单元部件数字水听器状态信息如系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源情况等信息；
[0088]
本发明所述bit机内测试作业方法，可以实现检测occ、交叉站、数传包、数字包各个节点的数据传输测试，各个节点均进行错误校验，如果出现丢码、误码现象，直接定位错误部件，解决串行传输准确定位出错节点；
[0089]
本发明所述bit机内测试作业方法，在1条或多条多道地震拖缆的各个部件均可完成。
[0090]
本发明所述bit机内测试作业方法，是硬件、嵌入式软件、控制软件协同完成，实时效果好，定位准确。
[0091]
针对高分辨数字拖缆地震探测作业，系统部件多，系统庞大，系统中各个部件连接通过数传连成一个数据链条，在进行艰苦的海上作业中经常会出现一下莫名其妙的问题，问题一旦出现很难定位，及时排除问题，本发明提供一种bit机内测试可以在海洋地震探测作业的过程中，进行实时监控和进行初始化自检，系统主装备不用外部测试设备就能完成对系统、分系统及设备的功能检测、故障诊断与隔离及性能测试。本发明提高了海上地震拖缆数据采集系统的采集性能，在基础硬件架构上进行上位机软件、嵌入式软件控制加以实现自检和检测，形成工作前工作前自检、工作中查看、工作后检查的的闭环测试，及时准确的判断系统，故障提高系统可靠性稳定性及工作效率。
[0092]
本发明的bit方法，在海洋地震探测作业中，将多条地震拖缆拖曳于地震调查船船尾海水中，地震拖缆中包含数字水听器、数字包、传输包、交叉站等，通过rs485、lvds、千兆网分层协议将接收到的地震波信号数字化传输到中央控制单元，同时将各个单元及系统的bit测试状态信息也传输到中央控制单元，上位机控制软件接收到bit测试信息进行实施分析报告，确保系统稳定、可靠工作，提高系统工作效率。
[0093]
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
[0094]
实施例
[0095]
本发明提供一种海上数字地震拖缆bit机内测试方法，所述海上数字地震拖缆bit机内测试方法包括以下步骤：
[0096]
步骤一，对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测：
[0097]
(1)自检前，对源数据进行多重备份，并将源数据与备份数据进行互校；互校通过后，启动所述海上数字地震拖缆bit机的自检模式；
[0098]
(2)通过自校准单元对所述海上数字地震拖缆bit机进行自检和检测，并输出自检数据；如果检测到故障数据，根据故障数据显示故障信息；
[0099]
步骤二，对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点的数据传输进行实时测试：
[0100]
(1)定义所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器各个节点的
测试参数、信号编码、测试资源通道的测试信息，生成测试信号/资源配置表和编码信息库，确定多路数据传输总线信号的测试项目；
[0101]
(2)启动数传包箱体搭载的示波器模块进程进行监听并设置示波器模块的触发电平；握手成功后，被测模块发送数据，总线上出现一定幅度的电平；
[0102]
(3)通过示波器模块启动触发开始采集记录数据，测试单元对采集记录的数据进行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到实时测试结果；所述测试单元由pxi测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备组成；
[0103]
步骤三，对所述各个节点进行错误校验：
[0104]
(1)对所述occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的各个节点数据的输入流的各种子字符串进行字符串匹配，生成相应子字符串匹配的中间令牌格式；
[0105]
(2)通过数传包箱体搭载的处理器根据对应于相应子字符串匹配的令牌的频率生成熵代码；通过处理器核根据相应子字符串匹配的中间令牌格式生成位流；
[0106]
(3)通过比较单元将所述输入流与所述位流进行比较，根据比较结果建立初始模型，对初始模型进行拟合，形成目标模型；所述拟合公式为：
[0107]
s
μ
(x)＝a
·
x+b；
[0108]
其中，a＞0，b＞0；a为比例影响因子，b为偏移值；
[0109]
(4)利用目标模型响应于确定对所述输入流和所述位流进行匹配中的错误而生成异常数据，实现节点错误校验；
[0110]
步骤四，对所述各个节点进行错误校验后，如果出现丢码、误码现象，则进行错误部件定位：
[0111]
(1)通过数据接收单元对接收到的错误校验数据进行预处理，生成处理结果，并根据所述处理结果确定所述待处理数据的错误位置多项式；
[0112]
(2)纠错部件根据所述错误位置多项式计算错误数据位置，根据所述错误数据位置纠正所述待处理数据中的错误数据，并输出译码结果；
[0113]
(3)如果译码结果中出现丢码、误码现象，通过定位单元根据译码结果对各个节点对应的错误部件进行定位；
[0114]
步骤五，对获取的所述定位错误部件信息发送水上控制中心，进行数字地震拖缆bit机工作前自检、工作中查看、工作后检查的闭环测试与故障诊断显示。
[0115]
在本发明实施例中，所述对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测中，通过激励测试，对接收的所述系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行数据分析。
[0116]
在本发明实施例中，所述对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器的系统腔体温度、系统腔体湿度、系统供电电源状态信息进行实施自检和检测中，所对occ接口控制箱体、交叉站箱体、数传包箱体、数字水听器分别与水上控制中心进行通信交互；在所述通信中，通过嵌入同协议，判断通信质量，并检测出通信信道的误码率信息。
[0117]
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0118]
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
[0119]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。