電子論文-數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)

1、第28卷第5期地震學(xué)報(bào)Vol.28,No.52006年9月(540545AC TA SEISMOLO GICA SIN ICA Sep.,2006文章編號(hào):025323782(20060520540206數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)3王洪體1,2, 莊燦濤2薛兵2李江2陳陽2朱小毅2婁文宇2劉明輝21中國(guó)北京100081中國(guó)地震局地球物理研究所2中國(guó)北京100036中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所摘要介紹了基于國(guó)產(chǎn)方舟SOC及嵌入式Linux操作系統(tǒng)的數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng).它支持TCP/IP計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,具有自監(jiān)控、自復(fù)位功能,支持大容量固態(tài)存儲(chǔ)器,功耗小,授時(shí)精度高,運(yùn)行連續(xù)可靠,

2、可以通過網(wǎng)絡(luò)同時(shí)向20個(gè)客戶端提供實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)服務(wù),滿足固定臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)、虛擬地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?也適用于流動(dòng)觀測(cè)、強(qiáng)震觀測(cè)及地震勘探觀測(cè)等.關(guān)鍵詞SOC嵌入式Linux按需數(shù)據(jù)服務(wù)主動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)WatchDog中圖分類號(hào):P315.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A引言數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代初,在至今的30多年里取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,其性能得到了很大改善,動(dòng)態(tài)范圍、分辨率大大提高,功耗大大降低(游慶瑜等,2003a, b,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了地震觀測(cè)技術(shù)寬頻帶、大動(dòng)態(tài)、數(shù)字化的發(fā)展目標(biāo).但是,此前的數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)在通訊方面僅支持基于串口的通訊方式,這對(duì)于適應(yīng)當(dāng)今這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代提供的多種網(wǎng)絡(luò)通訊條

3、件,推動(dòng)地震觀測(cè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,提高地震觀測(cè)水平具有十分明顯的局限性.近年來,為了全面改善地震監(jiān)測(cè)能力,要求使用虛擬臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)消除臺(tái)網(wǎng)之間的地震監(jiān)測(cè)薄弱區(qū),滿足對(duì)特定對(duì)象區(qū)域的觀測(cè)與研究需求,這就要求數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)支持基于網(wǎng)絡(luò)的多重連接數(shù)據(jù)通訊方式(雷軍等,2004;滕吉文,2005.中國(guó)地震局在制定“十五”發(fā)展規(guī)劃時(shí),也提出了“十五”臺(tái)網(wǎng)建設(shè)要實(shí)現(xiàn)IP到臺(tái)站的目標(biāo),這也要求數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊功能.此前的數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)由于缺乏操作系統(tǒng)的支持,在軟件方面采用底層代碼編程,編程難度大,調(diào)試?yán)щy,很大程度上限制了功能的實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)開發(fā)的靈活性(滕云田等,2002.因而在此基礎(chǔ)上發(fā)

4、展網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是相當(dāng)困難的.于是采用嵌入式芯片和嵌入式操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊功能,提高數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)的性能,成為必然選擇(滕云田,2002;Teng et al,2001;魏銀珍等,2005;李耿民,2004;周振安,2004.為此,我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了基于雙芯結(jié)構(gòu)和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)與記錄系統(tǒng).其中采用國(guó)產(chǎn)方舟SOC構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的TCP/IP協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層的F TP,H T TP,3國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展項(xiàng)目(2001CB71100521資助.中國(guó)地震局地球物理研究所論著06AC1034.20062012

5、12收到初稿,2006206212決定采用修改稿. 通訊作者.E2mail:hongti2wangTELN ET 等標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng),有效地解決了數(shù)字地震觀測(cè)的網(wǎng)絡(luò)通訊問題;并且在Linux 的標(biāo)準(zhǔn)多任務(wù)環(huán)境及標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)支持下,可充分保證系統(tǒng)工作的可靠性和連續(xù)性,改進(jìn)了數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)的性能,極大地提高了系統(tǒng)應(yīng)用、管理與維護(hù)的靈活性.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1數(shù)字地震觀測(cè)與通訊記錄系統(tǒng)硬件的雙芯結(jié)構(gòu)如圖1所示,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)與通訊記錄系統(tǒng)采用美國(guó)德州儀器生產(chǎn)的專用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP 2TMS320和國(guó)產(chǎn)方舟SOC 2GT2000兩個(gè)CPU 系統(tǒng).其中

6、以DSP 2TMS320為核心構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),負(fù)責(zé)完成地震數(shù)據(jù)采集和標(biāo)定信號(hào)發(fā)生.以SOC 2GT2000為核心運(yùn)行嵌入式Linux 操作系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事件檢測(cè)、GPS 同步等功能.雙芯分工、協(xié)同并行工作,完成了設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)(Yaghmo ur ,2003 .圖1網(wǎng)絡(luò)數(shù)字觀測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖本文研究的重點(diǎn)在于以方舟SOC 2GT2000為核心構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng).在硬件方面它集成了16C554串行通訊芯片(提供4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS 2232串口、512kB Boot Flash 存儲(chǔ)器、64MB 靜態(tài)存儲(chǔ)器、256Bit CPLD 、128MB DOC

7、 ,再加上SOC 2GT2000本身的一個(gè)控制臺(tái)接口、兩個(gè)U SB 接口和一個(gè)10/100M 以太網(wǎng)口,構(gòu)成了一個(gè)功能完備的、滿足設(shè)計(jì)需求的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)通過一個(gè)U SB 接口連接CF 卡(最多可達(dá)8G 或硬盤(最多可達(dá)30G ,通過一個(gè)串口連接GPS ,一個(gè)串口連接DSP 系統(tǒng),構(gòu)成了完整的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)與記錄系統(tǒng).圖1中的供電及斷電保護(hù)系統(tǒng),可以保證系統(tǒng)在臨時(shí)斷電、電壓波動(dòng)等情況下連續(xù)正常工作,以及在沒有外電網(wǎng)供電的情況下,支持短時(shí)間的觀測(cè)(含地震計(jì)供電不少于2小時(shí).1.2定制的專用嵌入式Linux 操作系統(tǒng)Linux 系統(tǒng)是開放源

8、代碼的操作系統(tǒng),可以免費(fèi)或以極低的代價(jià)取得源代碼,并可以按照需求隨意修改,特別適用于數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng).Linux 操作系統(tǒng)是一個(gè)十分龐大的系統(tǒng),為了在數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)上安裝運(yùn)行,必須按照需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定制得到專用的嵌入式Linux 系統(tǒng).定制得到的專用嵌入式Linux 軟件系統(tǒng)包1455期王洪體等:數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)括4個(gè)部分:引導(dǎo)程序、系統(tǒng)核心、系統(tǒng)運(yùn)行支持程序和共享庫(kù)文件.在數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)中,引導(dǎo)程序選用了廣泛在國(guó)內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)中使用的開放源代碼程序RedBoot,它保存在占用起始地址的FL ASH存儲(chǔ)器內(nèi),系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行,完成加

9、載核心并啟動(dòng)核心的任務(wù).定制的核心是在刪除無用代碼、保留需要代碼、增加專用代碼的基礎(chǔ)上得到的Linux 系統(tǒng)核心.具體地講,刪除了其中絕大部分驅(qū)動(dòng)程序代碼,僅保留了串口、U SB、SCSI (U SB硬盤支持需要、M TDBLOC K、FLASH、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,保留了對(duì)EXT2 (支持引導(dǎo)文件系統(tǒng)、V FA T(與Windows兼容、N FS(支持網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng),用于調(diào)試、M I2 N IX(RamDisk支持等類型文件系統(tǒng)的支持,增加了CPLD的驅(qū)動(dòng)程序及對(duì)GPS同步、溫度檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)控和電源管理等功能的支持.系統(tǒng)支持程序方面,采用了廣泛應(yīng)用在嵌入式Linux操作系統(tǒng)中的多入口程序Busy

10、Box和TinyLogin,實(shí)現(xiàn)了90%以上的Linux系統(tǒng)命令,選用了網(wǎng)絡(luò)管理程序、DOC 寫入程序等專用程序,還移植了wu2ftp d、apache2httpd、telnet d等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)守護(hù)程序,共同構(gòu)成了運(yùn)行支持文件系統(tǒng).利用系統(tǒng)工具列出選取的系統(tǒng)支持程序和應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)需要引用的共享庫(kù)文件,歸并得到必須的專用Linux系統(tǒng)運(yùn)行需要的共享庫(kù)文件.定制出的專用Linux系統(tǒng)功能完備,所占空間大約為16MB,可以滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)通訊與記錄系統(tǒng)的要求.圖2高精度GPS服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1.3高精度GPS時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)如圖2所示,主板上的壓控晶體振蕩器提供4.096M Hz的振蕩信號(hào).該信號(hào)

11、經(jīng)過分頻后形成PPS(秒脈沖信號(hào),與4.096M Hz信號(hào)一起提供給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為地震數(shù)據(jù)采集單元的時(shí)基,同時(shí)為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)間服務(wù).壓控晶體振蕩器的頻率可以通過電壓調(diào)節(jié)(電壓是通過程序用數(shù)字控制的,這樣當(dāng)GPS與衛(wèi)星系統(tǒng)同步后,比較GPS的PPS信號(hào)與CPLD輸出的PPS信號(hào)確定的時(shí)間誤差和晶體振蕩器輸出的頻率誤差.通過調(diào)節(jié)控制電壓,使鐘差和晶體振蕩器的振蕩頻率精度達(dá)到要求,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間與GPS系統(tǒng)時(shí)間同步.在與GPS同步的情況下,該時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)的精度優(yōu)于100s,頻率穩(wěn)定度優(yōu)于0.1×10-6.1.4W atchDog由于多種原因會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入死機(jī)狀態(tài),這時(shí)只需要復(fù)位即可恢復(fù)工

12、作,但是依靠人工手動(dòng)復(fù)位很難進(jìn)行及時(shí)處理,而WatchDog就可以很好地執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù).網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的WatchDog包括兩個(gè)部分:獨(dú)立于系統(tǒng)的WatchDog計(jì)時(shí)器和核心線程.WatchDog計(jì)時(shí)器構(gòu)建在CPLD上,它獨(dú)立于SOC系統(tǒng),初始化就開始計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)器溢出就發(fā)出復(fù)位信號(hào).正常情況下,核心線程不斷回零WatchDog計(jì)時(shí)器,計(jì)時(shí)器絕不會(huì)出現(xiàn)溢出,系統(tǒng)正常運(yùn)行.當(dāng)系統(tǒng)因某種原因出現(xiàn)死機(jī),Linux核心停止工作,核心線程停245地震學(xué)報(bào)28卷止復(fù)位該計(jì)時(shí)器,一定時(shí)間后(約30s ,WatchDog 計(jì)時(shí)器溢出,發(fā)出系統(tǒng)復(fù)位信號(hào),系統(tǒng)重新開始工作,系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù).采用核心線程驅(qū)動(dòng)W

13、atchDog ,可以保證及時(shí)、可靠地檢測(cè)到系統(tǒng)死機(jī),保障系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行.1.5地震觀測(cè)專用軟件系統(tǒng)地震觀測(cè)專用軟件系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)開發(fā)的,用于完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)記錄、事件檢測(cè)、數(shù)據(jù)服務(wù)等功能的應(yīng)用軟件系統(tǒng).專用軟件系統(tǒng)采用了S YS 標(biāo)準(zhǔn)的共享緩沖區(qū),在其上構(gòu)造出循環(huán)共享數(shù)據(jù)緩沖區(qū),用來實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間的數(shù)據(jù)交換與通訊.系統(tǒng)程序按Linux 多進(jìn)程、多線程的體系結(jié)構(gòu),采用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ治鲈O(shè)計(jì),使用GNU C +編碼,充分利用了Linux 系統(tǒng)的多任務(wù)特性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,可以保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行.敏感任務(wù)具有自監(jiān)視線程,可以有效避免任何原因?qū)е鲁绦蜻M(jìn)入臨界狀態(tài),保證敏感任務(wù)運(yùn)行正常.圖3是地震觀測(cè)專用

14、軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流程示意圖.從圖中可看出,來自數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)首先由數(shù)據(jù)收集程序收集,寫入建立在S YS 共享內(nèi)存的循環(huán)隊(duì)列數(shù)據(jù)緩沖區(qū).各種數(shù)據(jù)服務(wù)、事件檢測(cè)等進(jìn)程從該數(shù)據(jù)緩沖區(qū)取得數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的任務(wù).數(shù)據(jù)記錄進(jìn)程按照設(shè)置把數(shù)據(jù)記錄到DOC 內(nèi),當(dāng)?shù)竭_(dá)指定時(shí)間或DOC 的剩余空間低于一定水平時(shí),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)進(jìn)程自動(dòng)打開硬盤(或CF 卡,把存放在DOC 內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到硬盤(或CF 卡上 .圖3專用軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流程示意圖1.6實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)是為向臺(tái)網(wǎng)中心(實(shí)際的或虛擬的提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的,在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)中的數(shù)據(jù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是基于面向連接的TCP/IP 協(xié)議的,包括了按需服

15、務(wù)和主動(dòng)服務(wù)以滿足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要.按需服務(wù)應(yīng)用于普通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(即臺(tái)網(wǎng)中心和臺(tái)站可以相互直接訪問.在此情況下,在臺(tái)網(wǎng)中心的客戶端與系統(tǒng)建立連接后,首先通過基于Linux 系統(tǒng)的用戶、口令管理體系的用戶認(rèn)證,然后,由客戶端提出數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求,系統(tǒng)依據(jù)服務(wù)請(qǐng)求提供數(shù)據(jù)服務(wù).按需服務(wù)時(shí),系統(tǒng)可以同時(shí)向多個(gè)用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù),考慮到實(shí)際需要和系統(tǒng)的能力,軟件限制為最多同時(shí)保持16個(gè)鏈接,也就是說最多可同時(shí)向16個(gè)數(shù)據(jù)用戶(即臺(tái)網(wǎng)中心提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù).主動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)用于可由臺(tái)站直接訪問中心、而中心不能直接訪問臺(tái)站的場(chǎng)合.主動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)首先要定制服務(wù),在定制服務(wù)時(shí)決定數(shù)據(jù)服務(wù)的類型、接受服務(wù)的客戶端(在臺(tái)網(wǎng)中

16、心地址及端口,系統(tǒng)根據(jù)定制信息,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)主動(dòng)向客戶端發(fā)起連接并提供數(shù)據(jù)服務(wù).系統(tǒng)允許最多同時(shí)向4個(gè)客戶端提供主動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù).3455期王洪體等:數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)445地震學(xué)報(bào)28卷為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?采用了STEIM2數(shù)據(jù)壓縮算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮(王洪體等, 2004,同時(shí)采用了應(yīng)答機(jī)制來保證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不好時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量.1.7遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù),同時(shí)采用了基于網(wǎng)絡(luò)的C/S模式和B/S模式,兩種模式實(shí)現(xiàn)的功能一致.在C/S模式下,當(dāng)客戶端用授權(quán)用戶與系統(tǒng)建立連接后,可以查詢、修改其配置和運(yùn)行參數(shù),重新啟動(dòng)系統(tǒng)等.在B/S模式下,用管理員帳號(hào)登錄系統(tǒng)后,

17、通過WWW網(wǎng)頁調(diào)用C GI命令,也可以同等地完成參數(shù)修改、系統(tǒng)設(shè)置及系統(tǒng)重新啟動(dòng)等任務(wù).2系統(tǒng)性能分析本文的數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng),全面實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的功能,可以支持多種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)方式,最多可以同時(shí)向16個(gè)客戶提供按需實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)服務(wù),向4個(gè)客戶提供主動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù),總共可以同時(shí)向多達(dá)20個(gè)客戶提供實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)服務(wù),可以滿足不同網(wǎng)絡(luò)條件下實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)的需要,完全可以滿足包括虛擬地震臺(tái)網(wǎng)的各種數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)需求.同時(shí),在應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下,可以通過多種方式(ftp,telnet,Internet瀏覽器等進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問、控制、配置和數(shù)據(jù)下載,與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無縫連接

18、,全面滿足了數(shù)字地震觀測(cè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊功能的要求.此外,在設(shè)計(jì)方面,充分考慮到了低功耗和系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行方面的需要,總體功耗水平低于1.2W,通過斷電保護(hù)、WatchDog、系統(tǒng)調(diào)度等多種手段保障系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,系統(tǒng)工作的連續(xù)能力與穩(wěn)定性都上了一個(gè)臺(tái)階.3討論和結(jié)論本文介紹的網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)具有功耗小,運(yùn)行連續(xù)可靠,網(wǎng)絡(luò)功能標(biāo)準(zhǔn)、完備,支持大容量固態(tài)存儲(chǔ)器等特點(diǎn).它不僅適于固定臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸觀測(cè),也適于現(xiàn)場(chǎng)記錄的流動(dòng)觀測(cè)、強(qiáng)震觀測(cè)和地震勘探觀測(cè)等,具有十分廣泛的應(yīng)用前景.此外,由于具有嵌入式Linux系統(tǒng)支持,比較容易改造提升系統(tǒng)功能,也易于根據(jù)不同的需求配置來滿足不同的應(yīng)用需要.目前該網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系

19、統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在“十五”中國(guó)地震局?jǐn)?shù)字地震臺(tái)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備中,在國(guó)家數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)、區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)、流動(dòng)觀測(cè)和強(qiáng)震觀測(cè)中廣泛使用.其中的低功耗技術(shù)、大容量存儲(chǔ)技術(shù)、連續(xù)運(yùn)行保障技術(shù)及高精度時(shí)間服務(wù)技術(shù)等也完全滿足海底地震觀測(cè)的需要,也將在海底地震觀測(cè)中得到使用.下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)IPV6正在全球范圍內(nèi)興起,在國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭也十分迅猛.隨著IPV6的廣泛采用,限制互聯(lián)網(wǎng)使用的地址空間將極大地?cái)U(kuò)展(吳榮輝等,2005,必將推動(dòng)基于網(wǎng)絡(luò)的地震觀測(cè)技術(shù)快速發(fā)展,為網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng)的應(yīng)用提供更大的舞臺(tái). Linux系統(tǒng)在支持IPV6方面具有天生的優(yōu)勢(shì),本文介紹的專用嵌入式Linux系統(tǒng)完整地繼承了這方面的優(yōu)

20、勢(shì),其在下一代互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用也具有十分巨大的空間.參考文獻(xiàn)雷軍,李學(xué)政,馮永革.2004.從二十年國(guó)際地學(xué)計(jì)劃中看地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)與現(xiàn)代數(shù)字地震儀的發(fā)展J.地球物理學(xué)進(jìn)期 5 王洪體等 : 數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)通訊與記錄系統(tǒng) 展 , 19 (4 : 819827 李耿民 . 2004. 嵌入式地震觀測(cè)系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì) J . 地震地磁觀測(cè)與研究 , 25 (4 : 2631 滕吉文 . 2005. 中國(guó)地球物理儀器和試驗(yàn)設(shè)備研究與研制的發(fā)展與導(dǎo)向 J . 地球物理學(xué)進(jìn)展 , 20 (2 : 276281 545 滕云田 , 張煉 , 王彥 , 等 . 2002. PC104 嵌入式模塊技術(shù)研究及在地

21、學(xué)觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 J . 地震學(xué)報(bào) , 24 ( 4 : 421427 王洪體 , 陳陽 , 莊燦濤 . 2004. SEED 格式 S TEIM2 地震數(shù)據(jù)壓縮算法在實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用 J . 地震地磁觀測(cè) 與研究 , 25 (4 : 1419 魏銀珍 , 郭唐永 , 廖承旺 . 2005. 地震觀測(cè)儀器網(wǎng)絡(luò)化探討 J . 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué) , 25 (3 : 133135 吳榮輝 , 王建軍 , 續(xù)春榮 , 等 . 2005. 基于 IPV6 的地震傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用前景展望 J . 國(guó)際地震動(dòng)態(tài) , (10 : 3136 游慶瑜 , 劉福田 , 冉崇榮 . 2003a.

22、MC1 微功耗寬頻帶數(shù)字地震儀 J . 地球物理學(xué)報(bào) , 46 (3 : 347351 游慶瑜 , 劉福田 , 冉崇榮 , 等 . 2003b. 高頻微功耗海底地震儀研制 J . 地球物理學(xué)進(jìn)展 , 18 (1 : 173176 周振安 . 2004. 地震前兆數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)考慮 J . 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué) , 24 (3 : 121123 Yaghmour Karim ( 著 . 2003. 韓存兵 , 龔波 ( 改編 . 2004. 構(gòu)建嵌入式 Linux 系統(tǒng) M . 北京 : 中國(guó)電力出版社 , 163 245 Teng Yuntian , Zhang Lian , Zhou He

23、min , et al . 2001. An eart hquake data acquisition system for mobile observationJ . A ct a S eismologica S i nica , 14 (5 : 596599 A NETWORK COMM UNICATION AND RECORD ING SYSTEM FOR D IGITAL SEISMIC OBSERVATIO N Wang Ho ngti1 ,2 Zhuang Cantao 2 Xue Bing2 J iang2 Li Chen Yang2 Zhu Xiaoyi2 u Wenyu2 L

24、o Liu Minghui2 1 I nstit ute of Geop hysics , Chi na Eart hquake A d mi nist ration , B ei j i n g 100081 , Chi na 2 I nstit ute of Eart hquake S cience , Chi na Eart hquake A dmi nist ration , B ei j i n g 100036 , Chi na tio n based o n internet in which real2time data t ransmissio n is required.

25、It s abilit y of field servatio n and seismic exploratio n o bservatio n , etc. Key words : SOC ; embedded Linux ; passive service ; active service ; WatchDo g © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. t he requirement s of p hysical net wo rking o bse

26、rvatio n , but al so virt ual net working o bserva2 recording also meet s t he requirement s of portable seismic o bservatio n , st ro ng motio n o b2 Abstract : A net work co mmunicatio n and recording system based o n ho memade A RCA2 SOC and embedded Linux operating system is int roduced in t his

27、 paper . It support s TCP/ mo nitor , low power co nsumptio n , high timing accuracy , high reliabilit y of operatio n , etc. IP net work co mmunicatio n p rotocol and mass storage medium. It has st ro ng point s of self2 It can serve up to 20 centers real2time waveform data at t he same time. It meet s not o nly 作者簡(jiǎn)介 孫少安 中國(guó)地震局地震研究 所高級(jí)工程師 . 1988 年中國(guó)科 技大學(xué)地球與空間科學(xué)系地球 物理專業(yè)畢業(yè) . 一直從事地球 重力場(chǎng)變化與地震的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào) 工作 . 湖北省地震學(xué)會(huì)會(huì)員 . 王洪體 中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè) 研究所副研究員 . 1985 年成都 地質(zhì) 學(xué) 院 物 探 系 地 震 專 業(yè) 畢 業(yè) . 曾從事人工地震觀測(cè) 、 天 然地震觀測(cè) 、 數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)設(shè) 計(jì)與建設(shè) 、 數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng) 開發(fā)等工作 . 現(xiàn)從事數(shù)字地