可控源電磁勘探中的電力線載波通信設(shè)計(jì)研究

李榮幸

（新開(kāi)普電子股份有限公司，河南 鄭州 450000）

1 探究可控源電磁勘探中的電力線載波通信

（1）什么是可控源勘探系統(tǒng)，可控源勘探系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的技術(shù)性系統(tǒng)，它的原理是：通過(guò)對(duì)海洋上面的船只進(jìn)行海水下電磁波的發(fā)射，來(lái)達(dá)到勘察海水底層巖石油氣含量的目的。

（2）可控源電磁勘探系統(tǒng)的現(xiàn)狀。因?yàn)橐话愕耐ㄐ偶夹g(shù)根本就不能夠在海洋里面實(shí)現(xiàn)無(wú)線電的通信，所以可控源電磁勘探系統(tǒng)就無(wú)法對(duì)海洋下面的巖石層進(jìn)行油氣的勘探，這就導(dǎo)致了我國(guó)可控源勘探系統(tǒng)一直都處在一個(gè)比較低級(jí)的階段。于是，為了提高可控源勘探系統(tǒng)的效能，也為了促進(jìn)我國(guó)的發(fā)展，將電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用到可控源電磁勘探系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)，是唯一一個(gè)可以改變我國(guó)可控源電磁勘探系統(tǒng)現(xiàn)狀的辦法。

（3）對(duì)電力線載波通信技術(shù)的分析。電力線載波通信的調(diào)解模式分為兩種，分別是：頻段移動(dòng)的調(diào)解控制模式和相對(duì)移動(dòng)的調(diào)解控制模式。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，它的調(diào)解機(jī)制比較簡(jiǎn)單，也能夠從很大程度上提高整個(gè)通信的速度。而后者，雖然它也能夠提高整個(gè)通信的速度，但是它卻不能夠很好的抵御住外界傳來(lái)的噪音，這就使得在通信的過(guò)程當(dāng)中，一旦某一個(gè)頻段被外來(lái)的噪音干擾，那么整個(gè)通信過(guò)程中的信息就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的錯(cuò)亂和丟失現(xiàn)象。

2 分析電力線載波通信技術(shù)在可控源電磁勘探系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 對(duì)電力線載波通信硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

（1）對(duì)芯片進(jìn)行合理的選擇。能夠讓電力線載波通信發(fā)揮出最大功能的芯片：一是“調(diào)制解調(diào)芯片”，二是“主控芯片”。這兩種芯片的合理選取，對(duì)整個(gè)電力線載波通信有著很大的影響。于是，為了能夠減少在芯片上面出現(xiàn)的問(wèn)題，就必須要嚴(yán)格的按照國(guó)家提出的規(guī)定，去對(duì)這兩種芯片進(jìn)行更為合理的選擇。按照國(guó)家對(duì)電力線載波通信中芯片選取的規(guī)定，可以很容易的知道：最適合“調(diào)制解調(diào)芯片”的，是一種具有同步和異步兩大功能的“電力載波芯片”。而最適合“主控芯片”的，則是具有三十二位處理機(jī)制的“STM32芯片”。只有選取了最適合電力線載波通信的兩大芯片，才能夠讓電力線載波通信發(fā)揮出更大的作用。

（2）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行更為有效的設(shè)計(jì)。電力線載波通信的硬件系統(tǒng)由兩部分組成：第一個(gè)部分是，能夠讓數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)發(fā)送功能的發(fā)送機(jī)制；第二個(gè)部分是，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息接收的接收機(jī)制。對(duì)第一個(gè)部分而言，讓數(shù)據(jù)信息通過(guò)異步的功能，直接并快速的傳遞到主控芯片上面。然后，再對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一系列的命令，將它們?nèi)哭D(zhuǎn)變成能夠?qū)崿F(xiàn)頻段移動(dòng)調(diào)解控制模式的信號(hào)。當(dāng)這些信號(hào)被逐漸傳送出去之后，電力線載波就會(huì)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。而對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾的目的，是為了剔除掉一些沒(méi)有作用的雜波。最后，在過(guò)濾后的電波中間加入一個(gè)可以防止電波之間出現(xiàn)沖擊的保護(hù)層，這樣就可以有效的避免通信過(guò)程中電壓對(duì)信號(hào)造成的影響。對(duì)第二個(gè)部分的過(guò)程而言，它主要是在海洋下面實(shí)現(xiàn)的。在信號(hào)被接收的過(guò)程當(dāng)中，給電路的兩端加設(shè)防沖擊的保護(hù)裝置，可以有效的避免雜波對(duì)信號(hào)造成的干擾。然后，讓這些已經(jīng)接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)解機(jī)制的調(diào)解，轉(zhuǎn)變成一些有效的信息發(fā)送出去。最后，再經(jīng)過(guò)通信接口將這些有效的信息傳遞給主控芯片。

（3）對(duì)電力線載波通信接口的設(shè)計(jì)。通信接口的好與壞，直接影響到整個(gè)電力線載波通信的結(jié)果。于是，設(shè)計(jì)出一個(gè)更合理的通信接口，并將這些接口更加有效和緊密的連接起來(lái)，是預(yù)防信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中發(fā)生信號(hào)錯(cuò)亂或者是信號(hào)丟失現(xiàn)象的最好辦法。需要提出來(lái)說(shuō)的是，在通信接口的連接過(guò)程當(dāng)中，要采用一個(gè)最合理的串行接口對(duì)通信接口進(jìn)行連接。因?yàn)橐话愕慕涌谔^(guò)于單一化，這就會(huì)讓電力線載波通信在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，出現(xiàn)接口松動(dòng)的問(wèn)題。一旦接口出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就會(huì)直接對(duì)傳送的信號(hào)造成影響。

（4）對(duì)電力線載波通信系統(tǒng)中軟件的設(shè)計(jì)。①對(duì)整個(gè)軟件的操作過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)整個(gè)通信系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行之后，就要對(duì)其先進(jìn)行有目的的初始化。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)進(jìn)行一次完整的清掃，讓它能夠處在一個(gè)干凈而又不帶有任何雜質(zhì)的環(huán)境下。當(dāng)通信系統(tǒng)初始化結(jié)束之后，就要對(duì)通信模式進(jìn)行改變，將它轉(zhuǎn)變成一種能夠?qū)崿F(xiàn)異步功能的接收模式。然后，讓接收端對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，在確保信息已經(jīng)發(fā)出的情況下，將這些信息轉(zhuǎn)存到緩沖地帶里面，并對(duì)這些已經(jīng)保存的信息進(jìn)行檢測(cè)，看它們是否符合條件規(guī)范，如果符合那就讓它們繼續(xù)傳輸下去。反之，則將它們直接輸送到電力線載波通信系統(tǒng)之外。②對(duì)輸入、輸出接口通信過(guò)程的設(shè)計(jì)。輸入、輸出接口是通信系統(tǒng)中最為重要的一個(gè)模塊，要想設(shè)計(jì)出一個(gè)更有利于電力線載波通信系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行輸入和輸出的接口，那么就得嚴(yán)格的按照國(guó)家的規(guī)定，對(duì)電力線載波通信系統(tǒng)中的輸入、輸出接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 電力線載波通信對(duì)可控源電磁勘探系統(tǒng)的影響

（1）使可控源電磁勘探系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息大規(guī)模的收集、處理和傳輸?shù)墓δ堋?/p>

（2）使整個(gè)可控源電磁勘探系統(tǒng)的操作更加方便、簡(jiǎn)單。

（3）有效節(jié)約了能源。

（4）減少了可控源電磁勘探系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中對(duì)環(huán)境的污染。

（5）讓可控源電磁勘探系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的一些信號(hào)錯(cuò)亂和信號(hào)丟失的現(xiàn)象，有了很明顯的改善。

（6）對(duì)雜波的過(guò)濾，有效防止了雜波對(duì)信號(hào)的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

為了降低可控源電磁勘探系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)問(wèn)題的概率，也為了解決可控源電磁勘探系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)存在的問(wèn)題，將電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用到可控源電磁勘探系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)，是目前最為直接和有效的辦法。但是，如何讓電力線載波通信技術(shù)在可控源電磁勘探系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮出它自身更大的功能，就得對(duì)它進(jìn)行更深層次上的分析和研究。因?yàn)?，只有?duì)電力線載波通信技術(shù)有了更全面的認(rèn)識(shí)和了解，才能夠在基于現(xiàn)有的電力線載波通信技術(shù)上面，設(shè)計(jì)出更有利于可控源電磁勘探系統(tǒng)的電力線載波通信技術(shù)。