1.2  地震资源勘探中央控制软件的发展状况[1][2][3][4]
1.3  地震资源勘探中央控制软件的发展趋势[2][4][5][6]
1.4 本论文内容介绍
本文的关键内容主要有两部分,一是设计基于TCP/IP协议的以太网网络通信的采集控制功能,二是分析去噪声和废道识别的预处理算法。具体的内容分布如下:
第一章:绪论。介绍课题背景,分析了地震资源勘探中央控制软件的发展现状和趋势,引出本文的主要工作。
第二章:软件总体架构的设计。确定软件的开发平台,设计软件的功能架构和总体运行流程。
第三章:中央控制软件的设计。具体的对各个功能模块做出设计,包括界面设计、采集控制模块设计、信息的网络传输控制模块设计、信号处理模块设计和地震数据库设计。
第四章:地震采集信号的预处理。介绍地震数据预处理基础知识,分析去噪声和废道识别的相关算法并设计程序实现流程。
第五章:软件运行测试。对软件的基础采集功能进行了测试,对算法进行了仿真。
2  中央控制软件总体架构
2.1  软件设计平台的确定
①操作系统:Windows操作系统(Win7);目前常用的操作系统主要有Windows、UNIX和Linux,Windows是用户量最多的系统,在通讯及网络服务方面拥有较大的优势;UNIX主要使用在服务器操作系统的开发上,可靠性和稳定性好;Linux则是一个开源的、免费使用的操作系统,灵活性较好。本文的设计中使用最普及的Windows操作系统,而Win7则是较新的版本。
②编程语言:C++;常见的软件开发语言有C#、labview、C/C++等,C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言,近年来比较流行,优点是上手容易,开发方便,缺点是在底层硬件的开发和驱动上乏力;labview是更为高级的编程语言,采用图形化的编程语言,学习简单、开发周期短,但同时也屏蔽了底层很多的东西;C++是相当经典和高效的编程语言,其优点在于与底层硬件相关性强,运行效率高,开发的自由度较高,而且C++语言在单片机和上位机之间有很多代码是可以共用的,缺点是入门难度较高。考虑到软件设计的高效、稳定的特点,本次软件的设计使用的是C++语言。
④编程工具:MFC;在C++的语言环境下,可用来编写软件的工具主要有Winform和MFC,Winform的软件开发优点在于界面美观、上手较为容易,但是必须基于.Net的软件框架,运行速度比MFC要慢;MFC是使用历史较长的一种开发手段,可直接调用API函数进行相对底层的程序编写,运行速度较快,且不用依赖.Net框架,所以本文选择MFC进行开发。
⑤编译环境:Visual Studio 2013;以往较为常用和经典的C++开发环境是Visual Studio 6.0,但是6.0的版本毕竟较老,在界面美化和系统兼容上存在不足,而目前较新的版本是2013版,软件整体的功能都有很大的更新,所以本文选择Visual Studio 2013进行编译。
⑥数据库源:Microsofft Office Access;常用的数据库软件主要有SQLServer和Access,SQLServer功能比Access要强,数据规模也更大,但是SQLServer的安装和配置比较复杂,而数据库模块在本软件的设计中并非重点,且需处理的数据内容有限,所以本文使用Microsofft Office Access。
2.2  软件主要功能介绍
作为地震勘探系统的控制中心,中控站软件的主要功能大致分为三方面:控制下位机采集站的行为、接收采集站的数据和对数据进行相关的预处理,具体地可细分为:①控制下位机的启停,对采集点进行配置,即下位机要听从上位机软件的控制命令进行统一操作,上位机需要一套指令来对下位机进行控制;②监控采集节点的工作状况,对发生故障的节点发送错误报告;③接收采集站的数据,采集地震数据是整个系统最关键的部分,中控站需要将采集站采集到的数据完整无差错地接收,为此中控软件也需要针对采集站的数据特点规范相应的通信协议;④GPS功能,实现对采集点的精确定位并且能直观地地图显示;⑤对采集到的数据进行格式转换,地震勘探中是采用SEG-Y、SEG-D等标准格式进行数据存储的,所以在接收数据之后,需要根据规定,将数据转换成标准格式进行存储;⑥数据入库,作为一个大的采集系统,必然需要数据库的支持以方便查看记录和数据管理,为此软件需要将采集到的地震数据及其他相关信息存入数据库,并有查看数据库数据的功能;⑦数据的预处理,这里的预处理主要是去噪声和废道消除工作,即将原始数据中存在的噪声干扰和废道数据进行识别和剔除,方便后续的地震数据的解释工作。
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