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IP Data Terminal地震数据传输终端使用方法和评测

2016-10-14吴叔坤郭德顺黄文辉

科学与财富 2016年28期
关键词:数据流采集器台站

吴叔坤+郭德顺+黄文辉

摘 要:随着科技的发展,地震勘探技术经历了从单道模拟记录到多道数字磁带记录,从多道的二维、大面积的三维到现在的高密度采集等方法,所有地震勘探仪器也经历了从模拟光点记录地震仪器到模拟磁带记录地震仪、多道集中式数字地震仪、遥测分布式数字地震仪到现在的网络化全数字仪器等一连串的改变。本论文主要讲解IP Data Terminal地震数据终端的使用方法和评测,从仪器原理、功能特点以及结构来介绍。

关键词:IP Data Terminal;地震数据传输终端

1.IP Data Terminal简介

IP Data Terminal的原理和结构如图:

如图1所示,COM1为通信端口,可以用Unix的CU或者是Windows的超级终端等串口工具通过连接COM1口对IP Data Terminal进行管理。COM2连接数据采集器,用来实时接收数据采集器产生的波形数据,并通过CPU进行IP包封装。网口连接Internet设备,将实时的IP数据流送出去。

如果IP Data Terminal连接有“FLASH/IDE盘”,则数据在对外发送的同时可以本地存储在FLASH/IDE盘上,存储的容量视FLASH/IDE盘的容量而定,最高可达40G。远程用户可通过Internet连接到IP Data Terminal下载FLASH/IDE盘上存储的数据并对IP Data Terminal进行参数设置。

2.IP Data Terminal的功能及特点

目前TCP/IP协议的数据压缩传输是目前国际地震学界最新的数据传输技术,在数字地震观测中具有非常广阔的应用前景。通过Internet或Intranet传输准实时地震波形数据,实现台站与台网中心之间或台网与台网之间数据交换的技术已在发达国家广泛采用,而在我国尚处于初步应用阶段。广东省地震监测中心技术人员最早于2000年5月开始接触该项技术,参加了美国专家在中国数字地震台网(CDSN)的西安台、北京台开展的CDSN的实用化工作,并已把该技术移植到国家数字地震台网的数据服务中。目前,我局技术人员自主开发的IP Data Terminal地震数据传输终端已应用在国家数字地震台网(部分台)、首都圈防震减灾示范区系统工程和广东局的新丰江、汕头等台网中。

基于TCP/IP协议开发的IP Data Terminal地震数据传输终端具有以下功能和特点:

功能1、IP Data Terminal具有准实时传输功能:IP Data Terminal实现了地震波形数据流在台网数据处理计算机网络之间的准实时传输,波形数据传输滞后约数秒。

功能2、IP Data Terminal具有远程组网功能:IP Data Terminal利用虚拟专用网(VPN)技术通过内置的软件模块可以把隶属于不同区域台网的地震台站的实时数据流按监测要求重新组网,实现台网之间IP准实时地震波形数据双向自由交换,加强对边界地区微震活动的监控,提高微震监控能力。

功能3、IP Data Terminal具有IP压缩传输功能:IP Data Terminal将地震台站的网口或串口数据流以秒为单位实时打包成IP数据流进行传输,节省了传输带宽,实现了中国地震局“十五”计划提出的“IP到台站”的要求。

功能4、IP Data Terminal具有远程登录、数据下载功能:对于远程用户和移动用户,可通过Internet网络远程登录到IP Data Terminal,只要有足够授权,就可对IP Data Terminal进行参数修改、软件升级及IP数据流下载等操作。

功能5、IP Data Terminal具有数据在线保存和断点续传功能:IP Data Terminal可在线保存地震波形数据,一旦网络中断,可断点续传N小时以前的数据,并可根据用户要求加挂IDE硬盘,用于实时数据的本地存储。该功能为可选功能,适用于野外流动地震观测。

功能6、IP Data Terminal具有实现跨平台数据传输功能:目前,IP Data Terminal本身可以运行的操作系统平台包括FreeBSD、Liunx、Unix等,实现数据接收的操作系统平台包括FreeBSD、Liunx、Unix、Windows等等。

同时,IP Data Terminal还具备以下特点:

特点1:高效率、低费用:IP Data Terminal采用压缩传输,压缩率达到4:1,节省了传输带宽,降低了传输费用(据测算约可节省60%—70%)。

特点2:安全可靠:IP Data Terminal采用面向连接的TCP/IP协议,该协议具有完善的流量控制和差错控制,可实现断点重传,理论上传输不存在误码,另外IP Data Terminal传输的IP数据流是在加密的“数据隧道”中运行,具有较高的使用安全性。

特点3:广泛的适应性:IP Data Terminal设备提供2个串口和2个以太网口,能够与国内外大多数地震数据采集器连接,将多种数据格式的实时地震数据流转换为IP数据流。另外IP Data Terminal亦可作为路由器用于台网之间的网络互联。

特点4:数据通讯方式多样化:IP Data Terminal打包的IP数据流可以使用多种手段传输到台网中心,包括专线方式、Internet网络、CDMA、GPRS、无线电台超短波传输、扩频微波和卫星通讯等等。

特点5:易用性:操作简单,维护方便,具有网络扩展功能。

3.IP Data Terminal的结构:

电源保险管:接1A的保险丝

电源插座:可模块式接220V交流或12V直流电源

COM1:通讯控制端口。接Modem或对IP Data Terminal进行管理

COM2:通讯端口,接数据采集器

网络口1:用于连接内网或数据采集器

网络口2:用于连接外网

同时,IP Data Terminal的技术指标如下:

用户接口

串口:RS-232,支持异步通信9600bps、19200bps、38400 bps (2个)

网口:Ethernet 10/100Mbps(2个)

工作电压:交流 220V供电(或可根据用户要求提供12V直流供电)

功耗:〈 10W

工作温度:0℃~60℃可用

工作湿度:<90%

外形尺寸:长48cm*宽4.2cm*高20.4cm,1U工业标准、机架安装

适用采集器类型:EDAS—C24/EDAS—3/DR24/ALTUS TDE系列

4.IP Data Terminal使用连接

IP Data Terminal用于地震台站到台网中心间数据传输的连接分为三种情况,一种是连接使用专线方式,一种是连接使用卫星传输,另一种是连接使用Internet网络方式。连接结构如图3、图4和图5所示:

如图所示,数据采集器将地震计输出的模拟电压信号经放大采集后通过串口与IP Data Terminal连接,IP Data Terminal将实时地震波形数据以1秒为1个单位进行IP打包封装;台网数据处理中心的IP服务器通过适当的传输方式(Internet、专线、卫星等)去连接台站IP Data Terminal指定的TCP端口,数据流就会自台站流向台网中心。

5.IP Data Terminal的使用配置

5.1软件特性

(1)为无人值守、卫星传输数字台站提供简单完善的实时地震数据传输功能。

(2)为数字台站提供从串口IP或从IPIP等多种方式的实时数据传输功能。

配置次设备,使用者应了解有关网络和TCP/IP相关知识,并对UNIX有一定的基础。详情请参阅TCP/IP和UNIX的相关文档。

5.2简单需求

IP Data Terminal的配置连接可通过串口交叉线或有网络的PC。

5.3连接

此设备有两个串口(速率9600,数据位8,无奇偶校验位,停止位1,无数据流控)。两个NIC—Intel 8255x,它对应的系统设备名叫fxp0、fxp1(第一个网卡LAN1有一保留内部IP地址:172.31.255.254/24。连接可以通过windows的超级终端、UNIX的cu等串口工具连接到COM1或通过LAN1利用远程ssh usrname@172.31.255.254登陆到本终端。系统用户名为root ,密码缺省为:root。(对于拨号网络,由于Modem要占一个串口资源,因此它本身没有串口终端管理功能,而只能通过SSH来远程管理)。

5.4配置

由于一般卫星传输模式走的是内网,因此配置IP Data Terminal只需配置好IP Data Terminal的内网地址LAN1、网络路由和sbox-config.xml主配置文件即可。对于不需要配置的,用户可直接敲回车忽略。而其他接入方式的除了配置上面的主配置文件外,还可能要配置上网连接的接口名和用户名和密码等等,在此不再赘述。

6结论

地震是一种破坏力极大的自然灾害,不仅给人们带来财产上的损失,甚至会危害自己及身边人的生命安全。地震是由于地球在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动。虽然地震很难做到提前预测,但是在地震产生的过程中,如何及时处理好产生的数据对以后的地震监测工作有着不可忽视的重要性。本文主要介绍IP Data Terminal地震数据传输终端,希望对地震工作有所帮助。

参考文献

[1] 熊泽时.基于PVM的并行程序开发环境研究[J]. 计算机技术与发展. 2010(05).

[2] 于盛.高性能集群系统在野外现场地震资料处理中的应用[J]. 软件导刊. 2010(04).

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