RU2817386C1 - Multifunctional data acquisition device and method of controlling its operation - Google Patents

Abstract

FIELD: computer engineering.

SUBSTANCE: invention relates to means of collecting, transferring data and charging. For this purpose, multifunctional device (1) is proposed, comprising connector (2), having two connection terminals (21, 22), and electronic circuit (3), which comprises data collection circuit (310), configured to digitally convert analogue signals from sensor (81) and store digitized signals in memory (369); data transfer circuit (320), configured to enable transfer of data stored in memory (369) to a data transfer device; recharging circuit (330) configured to recharge battery (339) by supplying power thereto, provided by a power supply device. Control unit (360) controls activation of data collection circuit (310), activation of data transfer circuit (320) and activation of recharging circuit (330).

EFFECT: design of a multifunctional device for data collection, data transfer and charging, which is configured to switch said functions using the same connection interface.

20 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Раскрытые в настоящем документе варианты реализации объекта настоящего изобретения в основном относятся к получению сигналов от датчика, подключенного к устройству, переносу данных с указанного устройства и подзарядке батареи, которая питает устройство.Embodiments of the present invention disclosed herein generally relate to receiving signals from a sensor connected to a device, transferring data from said device, and recharging a battery that powers the device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

Далее в настоящем документе более подробно описаны проблемы, существующие в области сбора сейсмических данных в отрасли геологоразведки. Настоящее изобретение, конечно, не ограничивается этой конкретной областью применения, а может быть использовано для любой технологии, в которой могут возникать близкие или аналогичные проблемы и задачи.The remainder of this document describes in more detail the challenges that exist in the field of seismic data acquisition in the exploration industry. The present invention is, of course, not limited to this particular field of application, but can be used for any technology in which related or similar problems and problems may arise.

Сбор и обработка сейсмических данных предполагают создание профиля (изображения) геофизической структуры недр Земли.Collection and processing of seismic data involves creating a profile (image) of the geophysical structure of the Earth's interior.

Хотя этот профиль не обеспечивает определение точного местоположения нефти и газа, он позволяет соответствующим специалистам предположить наличие или отсутствие нефти и/или газа. Таким образом, получение изображения недр с высоким разрешением представляет собой непрерывный процесс разведки природных ресурсов, включающих, в частности, нефть и/или газ.Although this profile does not provide a precise location of oil and gas, it does allow those concerned to infer the presence or absence of oil and/or gas. Thus, high-resolution subsurface imaging is a continuous process of exploration for natural resources, including, but not limited to, oil and/or gas.

При осуществлении операции сбора сейсмических данных на месте выполнения работ обычно используют сети сейсмических датчиков, таких как сейсмографы.An on-site seismic data collection operation typically uses networks of seismic sensors, such as seismographs.

Сейсмический способ основан на анализе отраженных сейсмических волн.The seismic method is based on the analysis of reflected seismic waves.

Для сбора геофизических данных в наземной среде активируют один или более сейсмических источников, контактирующих с землей, для распространения множества всенаправленных сейсмических волн. Затем множество волн, отраженных слоями подповерхностного слоя, обнаруживается датчиками, такими как сейсмографы, которые генерируют сигнал, характеризующий отражение волн на геологических границах подповерхностного слоя.To collect geophysical data in a terrestrial environment, one or more seismic sources in contact with the ground are activated to propagate multiple omnidirectional seismic waves. The plurality of waves reflected by the subsurface layers are then detected by sensors such as seismographs, which generate a signal indicative of the wave reflection at the geologic boundaries of the subsurface.

Аналоговые датчики (также называемые «сейсмографами»), в случае их использования, как правило, соединяют между собой кабелями с образованием кластеров, называемых «группами сейсмографов».Analog sensors (also called "seismographs"), when used, are typically connected together by cables to form clusters called "seismograph groups."

Группы сейсмографов соединяют с устройствами для сбора данных, которые выполняют аналого-цифровое преобразование сигналов от групп сейсмографов.Arrays of seismographs are connected to data acquisition devices that perform analog-to-digital conversion of signals from the arrays of seismographs.

При выполнении некоторых операций по сбору сейсмических данных используют автономные узлы. Некоторые примеры автономных сейсмических узлов для сбора сейсмических данных описаны в заявках на патент США US2009/086797, US2016/011324 и US8547796, полное содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.Some seismic acquisition operations use autonomous nodes. Some examples of autonomous seismic nodes for seismic data acquisition are described in US patent applications US2009/086797, US2016/011324 and US8547796, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

В этом случае каждое устройство для сбора данных получает питание от батареи.In this case, each data collection device is powered by a battery.

Устройство для сбора данных может хранить оцифрованные собранные сигналы в своем запоминающем устройстве и соответствующие данные могут быть позже перенесены путем обеспечения соединения устройства для сбора данных со стойкой или стыковочной станцией, которая включает в себя модуль переноса данных для приема данных от запоминающего устройства для сбора данных.The data acquisition device may store the digitized collected signals in its storage device, and the corresponding data can later be transferred by connecting the data acquisition device to a rack or docking station that includes a data transfer module for receiving data from the data acquisition storage device.

Стойка также может содержать модуль питания, позволяющий подзаряжать батарею устройства для сбора данных, когда указанное устройство для сбора данных подключено к стойке.The rack may also include a power module allowing the battery of a data collection device to be recharged when said data collection device is connected to the rack.

Для переноса данных и/или подзарядки батареи есть и другие конфигурации, в которых не используется стойка или стыковочные станции, например, извлечение указанной батареи из узла или выгрузка данных из запоминающего устройства каждого узла.There are other configurations for transferring data and/or recharging a battery that do not use a rack or docking stations, such as removing said battery from a node or offloading data from each node's storage device.

В настоящее время стойку время от времени соединяют с устройством для сбора данных путем подключения соединителя стойки к соединителю (или контактным штырькам соединителя) устройства для сбора данных, используемого для управления функциями переноса данных или подачи питания, который отличается от соединителя (или контактных штырьков соединителя) устройства для сбора данных, используемого для подключения датчика для управления функцией сбора данных.Currently, a rack is occasionally connected to a data acquisition device by connecting a rack connector to a connector (or connector pins) of the data acquisition device used to control data transfer or power supply functions that is different from the connector (or connector pins) a data acquisition device used to connect a sensor to control the data acquisition function.

Другими словами, для такого известного устройства для сбора данных управление функциями сбора и переноса данных/питания подразумевает использование различных соединителей или различных наборов контактных штырьков для управления подзарядкой, переносом данных и получением данных от датчика.In other words, for such a known data acquisition device, control of the acquisition and data transfer/power functions involves the use of different connectors or different sets of pins to control charging, data transfer, and receiving data from the sensor.

Таким образом, для осуществления сбора данных с помощью известного устройства для сбора данных датчик подключают к соединителю устройства для сбора данных со специально предусмотренными контактными штырьками соединителя, используемыми для получения сигналов от датчика, а для осуществления функции переноса данных или подзарядки с помощью указанного известного устройства для сбора данных стойку необходимо подключить к другому соединителю указанного известного устройства для сбора данных со специально предусмотренными контактными штырьками, используемыми для переноса данных или подзарядки батареи.Thus, to perform data collection using a known data acquisition device, the sensor is connected to a connector of the data acquisition device with specially provided contact pins of the connector used to receive signals from the sensor, and to perform a data transfer or charging function using the specified known device for The data collection rack must be connected to another connector of the specified known data collection device with specially provided contact pins used for data transfer or battery charging.

Следует понимать, что применение специально предусмотренных соединителей или контактных штырьков для осуществления различных функций на известном устройстве для сбора данных усложняет использование такого устройства из-за риска ошибочного выполнения соединения, при этом использование множества соединителей или специально предусмотренных контактных штырьков удорожает устройство.It should be understood that the use of specially provided connectors or pins to perform various functions on a prior art data acquisition device makes the device more difficult to use due to the risk of erroneous connections, and the use of multiple connectors or specially provided pins increases the cost of the device.

Таким образом, существует необходимость в разработке нового устройства и соответствующего способа управления работой, которые позволяют преодолеть по меньшей мере часть недостатков известного устройства для сбора данных.Thus, there is a need to develop a new device and corresponding operation control method that overcomes at least some of the disadvantages of the known data acquisition device.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Согласно одному варианту осуществления предложено многофункциональное устройство для сбора данных, содержащее корпус с соединителем, имеющим две соединительные клеммы, выполненные с возможностью обеспечения электрического соединения с комплементарным соединителем второго устройства, и электронную схему, расположенную в указанном корпусе и соединенную с указанными двумя соединительными клеммами,According to one embodiment, a multifunctional data acquisition device is provided, comprising a housing with a connector having two connection terminals configured to provide electrical connection to a complementary connector of a second device, and electronic circuitry located in said housing and connected to said two connection terminals,

при этом указанная электронная схема содержит:wherein said electronic circuit contains:

- схему для сбора данных, выполненную с возможностью цифрового преобразования аналоговых сигналов от датчика в качестве второго устройства и сохранения оцифрованных сигналов в запоминающем устройстве, когда указанный датчик соединен с указанными двумя соединительными клеммами;- a data acquisition circuit configured to digitally convert analog signals from the sensor as a second device and store the digitized signals in a storage device when said sensor is connected to said two connecting terminals;

- схему для переноса данных, выполненную с возможностью передачи данных, хранящихся в запоминающем устройстве, на устройство для переноса данных в качестве второго устройства, когда указанное устройство для переноса данных соединено с указанными двумя соединительными клеммами;- a data transfer circuit configured to transfer data stored in a storage device to a data transfer device as a second device when said data transfer device is connected to said two connection terminals;

- схему для подзарядки, выполненную с возможностью обеспечения подзарядки батареи, расположенной в указанном корпусе, энергией, подаваемой устройством для подачи питания в качестве второго устройства, когда указанное устройство для подачи питания соединено с указанными двумя соединительными клеммами, и- a recharging circuit configured to cause a battery located in said housing to be recharged by energy supplied by the power supply device as a second device when said power supply device is connected to said two connection terminals, and

- блок управления, выполненный с возможностью управления активацией схемы для сбора данных, активацией схемы для переноса данных и активацией схемы для подзарядки.- a control unit configured to control the activation of the circuit for data collection, the activation of the circuit for data transfer and the activation of the circuit for recharging.

Согласно конкретному аспекту электронная схема включает в себя систему для переключения для выборочного электрического соединения схемы для сбора данных или схемы для переноса данных с двумя соединительными клеммами соединителя.According to a particular aspect, the electronic circuit includes a switching system for selectively electrically connecting a data acquisition circuit or a data transfer circuit with two connector connecting terminals.

Согласно конкретному аспекту многофункциональное устройство для сбора данных содержит систему для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя соединительными клеммами напряжения, которое превосходит (превышает) первое пороговое значение, иAccording to a specific aspect, a multi-function data acquisition device comprises a voltage detection system configured to detect between two connection terminals a voltage that is greater than (exceeds) a first threshold value, and

при этом блок управления выполнен с возможностью управления схемой для подзарядки в зависимости от указанного напряжения.wherein the control unit is configured to control the circuit for recharging depending on the specified voltage.

Согласно конкретному аспекту блок управления выполнен с возможностью выдачи команды системе для переключения об обеспечении электрического соединения схемы для сбора данных с двумя соединительными клеммами соединителя, когда напряжение между двумя соединительными клеммами меньше (ниже) указанного первого порогового значения.According to a particular aspect, the control unit is configured to instruct the system to switch to make an electrical connection of the data acquisition circuit to two connecting terminals of the connector when the voltage between the two connecting terminals is less than (below) said first threshold value.

Согласно конкретному аспекту блок управления выполнен с возможностью выдачи команды системе для переключения об обеспечении электрического соединения схемы для переноса данных с двумя соединительными клеммами соединителя, когда напряжение между двумя соединительными клеммами превышает указанное первое пороговое значение или равно ему.According to a particular aspect, the control unit is configured to instruct the system to switch to make an electrical connection of the data transfer circuit with two connecting terminals of the connector when the voltage between the two connecting terminals is greater than or equal to said first threshold value.

Согласно конкретному аспекту блок управления выполнен с возможностью, когда система для обнаружения напряжения обнаружила напряжение, превышающее первое пороговое значение или равное ему, причем указанное обнаружение указывает на то, что устройство для подачи питания соединено с соединителем:According to a specific aspect, the control unit is configured to, when the voltage detection system detects a voltage greater than or equal to a first threshold value, said detection indicating that the power supply device is connected to the connector:

- обмена данными с устройством для подачи питания через две соединительные клеммы для проверки того, что устройство для подачи питания способно обеспечивать напряжение, которое превышает второе пороговое значение, превышающее первое пороговое значение, или равно ему, и- communicating with the power supply device via two connection terminals to verify that the power supply device is capable of providing a voltage that is greater than a second threshold value, greater than or equal to the first threshold value, and

- выдачи команды, в зависимости от результата указанной проверки, на замыкание схемы для подзарядки для обеспечения электрического соединения батареи с указанными двумя соединительными клеммами через схему для подзарядки.- issuing a command, depending on the result of said test, to close the charging circuit to provide electrical connection of the battery to said two connecting terminals through the charging circuit.

Согласно конкретному аспекту схема для сбора данных включает в себя аналого-цифровой преобразователь.In a particular aspect, the data acquisition circuit includes an analog-to-digital converter.

Согласно конкретному аспекту схема для переноса данных содержит фильтр низких частот, включающий в себя емкостные элементы для фильтрации входного напряжения, поданного на две соединительные клеммы, для получения пониженного напряжения в схеме для переноса данных.According to a particular aspect, the data transfer circuit includes a low-pass filter including capacitive elements for filtering an input voltage supplied to two connecting terminals to obtain a reduced voltage in the data transfer circuit.

Согласно конкретному аспекту схема для подзарядки содержит фильтр высоких частот, который включает в себя индуктивные элементы.In a particular aspect, the recharging circuit includes a high-pass filter that includes inductive elements.

Согласно конкретному аспекту схема для подзарядки расположена между двумя соединительными клеммами и системой для обнаружения напряжения.According to a particular aspect, the recharging circuit is located between two connecting terminals and a voltage detection system.

Согласно одному варианту осуществления предложен блок сбора данных, содержащий многофункциональное устройство для сбора данных как предложено выше и датчик, соединенный с двумя соединительными клеммами указанного многофункционального устройства для сбора данных, причем схема для сбора данных активирована, а схема для переноса данных и схема для подзарядки деактивированы.According to one embodiment, a data acquisition unit is provided comprising a multi-function data acquisition device as proposed above and a sensor connected to two connecting terminals of the multi-function data acquisition device, wherein the data acquisition circuit is activated and the data transfer circuit and recharging circuit are deactivated. .

Согласно конкретному аспекту указанный датчик представляет собой сейсмический датчик.In a particular aspect, said sensor is a seismic sensor.

Согласно одному варианту осуществления предложена система для переноса данных, содержащая многофункциональное устройство для сбора данных как предложено выше и устройство для переноса данных, соединенное с двумя соединительными клеммами указанного многофункционального устройства для сбора данных, в котором активирована схема для переноса данных.According to one embodiment, a data transfer system is provided, comprising a multifunction data acquisition device as proposed above and a data transfer device connected to two connecting terminals of the multifunction data acquisition device in which the data transfer circuitry is activated.

Согласно конкретному признаку устройство для переноса данных представляет собой стыковочную станцию, которая включает в себя модуль переноса данных.According to a specific feature, the data transfer device is a docking station that includes a data transfer module.

Согласно конкретному признаку схема для переноса данных включает в себя первый передатчик данных, первый приемник данных и первый блок приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного первого передатчика данных и указанного первого приемника данных, аAccording to a particular feature, the circuitry for carrying data includes a first data transmitter, a first data receiver, and a first driving unit configured to initiate driving of said first data transmitter and said first data receiver, and

устройство для переноса данных включает в себя второй передатчик данных, второй приемник данных и второй блок приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного второго передатчика данных и указанного второго приемника данных,the data transfer device includes a second data transmitter, a second data receiver, and a second actuation unit configured to initiate actuation of said second data transmitter and said second data receiver,

при этом для передачи данных от схемы для переноса данных многофункционального устройства для сбора данных в устройство для переноса данных,wherein for transmitting data from the data transfer circuit of the multi-function data acquisition device to the data transfer device,

первый блок приведения в действие схемы для переноса данных многофункционального устройства для сбора данных выполнен с возможностью поддержания первого передатчика данных в активированном состоянии в течение периода времени после передачи данных первым передатчиком и их приема вторым приемником, иthe first data transfer circuit driving unit of the multi-function data acquisition device is configured to maintain the first data transmitter in an activated state for a period of time after the data is transmitted by the first transmitter and received by the second receiver, and

при этом второй блок приведения в действие устройства для переноса данных выполнен с возможностью активации второго передатчика в момент времени, включенный в указанный период времени, в течение которого первый передатчик схемы для переноса данных остается активированным.wherein the second driving unit for the data transfer circuit is configured to activate the second transmitter at a time included in the specified period of time during which the first transmitter of the data transfer circuit remains activated.

Согласно одному варианту осуществления предложена система для подзарядки, содержащая многофункциональное устройство для сбора данных, представленное выше, и устройство для подачи питания, соединенное с двумя соединительными клеммами указанного многофункционального устройства для сбора данных, в котором активирована схема для подзарядки.According to one embodiment, there is provided a recharging system comprising a multi-function data acquisition device presented above and a power supply device connected to two connecting terminals of the multi-function data acquisition device in which the recharging circuit is activated.

Согласно конкретному аспекту устройство для подачи питания представляет собой стыковочную станцию, которая включает в себя модуль питания.In a particular aspect, the power supply device is a docking station that includes a power module.

Согласно одному варианту осуществления предложена система для подзарядки и переноса данных, содержащая многофункциональное устройство для сбора данных, представленное выше, а также устройство для подачи питания и переноса данных, соединенное с двумя соединительными клеммами указанного многофункционального устройства для сбора данных, в котором активирована схема для переноса данных и схема для подзарядки.According to one embodiment, a system for recharging and data transfer is provided, comprising a multi-function data acquisition device presented above, and a power supply and data transfer device connected to two connecting terminals of the multi-function data acquisition device in which the transfer circuit is activated. data and charging circuit.

Согласно одному варианту осуществления предложен способ управления работой многофункционального устройства для сбора данных, представленного выше, включающий:According to one embodiment, there is provided a method for controlling the operation of a multi-function data acquisition device presented above, comprising:

- подключение второго устройства к двум соединительным клеммам многофункционального устройства для сбора данных;- connecting the second device to the two connecting terminals of the multifunctional device for data collection;

- определение с помощью блока управления многофункционального устройства для сбора данных по меньшей мере одного электрического признака между двумя соединительными клеммами;- determining, by means of the control unit of the multifunctional data acquisition device, at least one electrical characteristic between two connecting terminals;

- активацию с помощью блока управления схемы для сбора данных или по меньшей мере одной из схемы для переноса данных и схемы для подзарядки в зависимости от указанного по меньшей мере одного определенного электрического признака.- activation by the control unit of a circuit for data collection or at least one of a circuit for data transfer and a circuit for recharging depending on said at least one specific electrical characteristic.

Согласно конкретному аспекту указанное второе устройство представляет собой датчик, схема для сбора данных активирована, а схема для переноса данных и схема для подзарядки деактивированы.According to a specific aspect, said second device is a sensor, the data acquisition circuit is activated, and the data transfer circuit and charging circuit are deactivated.

СПИСОК ФИГУРLIST OF FIGURES

Ниже настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на фигуры, которые иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения.Below, the present invention is described in more detail with reference to the figures, which illustrate embodiments of the present invention.

На фиг. 1 представлен схематический вид многофункционального устройства для сбора данных согласно варианту осуществления настоящего изобретения, причем указанное многофункциональное устройство для сбора данных имеет соединитель для соединения второго устройства с указанным многофункциональным устройством для сбора данных.In fig. 1 is a schematic view of a multifunction data acquisition device according to an embodiment of the present invention, wherein the multifunction data acquisition device has a connector for connecting a second device to the multifunction data acquisition device.

На фиг. 2 представлен схематический вид многофункционального устройства для сбора данных по фиг. 1 в конфигурации, в которой датчик соединен с соединителем многофункционального устройства для сбора данных для получения сигналов от датчика с помощью схемы для сбора данных многофункционального устройства для сбора данных.In fig. 2 is a schematic view of the multifunctional data acquisition device of FIG. 1 in a configuration in which the sensor is connected to a connector of the multi-function data acquisition device to obtain signals from the sensor using a data acquisition circuit of the multi-function data acquisition device.

На фиг. 3 представлен схематический вид многофункционального устройства для сбора данных по фиг. 1 в конфигурации, в которой стойка соединена с соединителем многофункционального устройства для сбора данных, причем указанная стойка включает в себя модуль переноса данных и модуль питания для переноса данных с многофункционального устройства для сбора данных и/или подачи питания в схему для подзарядки для выполнения подзарядки батареи многофункционального устройства для сбора данных.In fig. 3 is a schematic view of the multifunctional data acquisition device of FIG. 1 in a configuration in which a rack is coupled to a connector of a multi-function data acquisition device, said rack including a data transfer module and a power module for carrying data from the multi-function data acquisition device and/or supplying power to a recharging circuit to perform battery recharging. multifunctional device for data collection.

На фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая этапы способа управления работой многофункционального устройства для сбора данных, например, показанного на фиг. 1, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In fig. 4 is a diagram illustrating steps of a method for controlling the operation of a multi-function data acquisition device such as the one shown in FIG. 1, according to an embodiment of the present invention.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Ниже приведено описание вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одинаковые номера позиций на разных чертежах обозначают одинаковые или похожие элементы. Нижеследующее подробное описание не ограничивает настоящее изобретение. Объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.The following is a description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. Identical reference numbers in different drawings indicate the same or similar elements. The following detailed description does not limit the present invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims.

Ссылка во всем описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления раскрытого объекта настоящего изобретения. Таким образом, выражения «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах описания не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или более вариантах осуществления.Reference throughout the specification to “one embodiment” or “embodiment” means that the particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the disclosed subject matter of the present invention. Thus, the expressions “in one embodiment” or “in an embodiment” in different places in the description do not necessarily refer to the same embodiment. Additionally, specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

На фиг. 1 показано многофункциональное устройство 1 для сбора данных согласно варианту осуществления. Предпочтительно, многофункциональное устройство для сбора данных является таким, как описано в заявке на патент США, озаглавленной «Узел и способ беспроводного сбора сейсмических данных» (Wireless Seismic Acquisition Node and Method), поданной заявителем в тот же день, что и настоящая патентная заявка, и содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.In fig. 1 shows a multifunctional data acquisition device 1 according to an embodiment. Preferably, the multifunctional data acquisition device is as described in the US patent application entitled "Wireless Seismic Acquisition Node and Method", filed by the applicant on the same date as the present patent application, and the contents of which are incorporated herein by reference.

Как подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 2, многофункциональное устройство 1 для сбора данных выполнено с возможностью получения сигналов от датчика 81, когда датчик 81 соединен с многофункциональным устройством 1 для сбора данных. Датчик 81 может представлять собой сейсмограф или множество сейсмографов, также упоминаемых как группа сейсмографов.As described in detail below with reference to FIG. 2, the multifunctional data collection device 1 is configured to receive signals from the sensor 81 when the sensor 81 is connected to the multifunctional data collection device 1. Sensor 81 may be a seismograph or a plurality of seismographs, also referred to as a group of seismographs.

Многофункциональное устройство 1 для сбора данных также обеспечивает перенос данных с многофункционального устройства 1 для сбора данных. В частности, данные, соответствующие сигналам, полученным от датчика 81, оцифрованные и сохраненные в запоминающем устройстве 369, могут быть перенесены путем считывания из указанного запоминающего устройства 369 и переданы в устройство для переноса данных, подключенное к многофункциональному устройству 1 для сбора данных. Запоминающее устройство 369 может быть включено в блок 360 управления многофункционального устройства 1 для сбора данных, как подробно описано ниже. Устройство для переноса данных может представлять собой стойку 82, также упоминаемую как стыковочная станция, которая содержит модуль 822 переноса данных, как показано на фиг. 3.The multifunctional data acquisition device 1 also enables data transfer from the multifunctional data acquisition device 1. Specifically, data corresponding to the signals received from the sensor 81, digitized and stored in the storage device 369, can be transferred by reading from the storage device 369 and transferred to a data transfer device connected to the multi-function data acquisition device 1. The storage device 369 may be included in the control unit 360 of the multifunction device 1 for collecting data, as described in detail below. The data transfer device may be a rack 82, also referred to as a docking station, which contains a data transfer module 822, as shown in FIG. 3.

Батарея 339, которая питает многофункциональное устройство 1 для сбора данных, также может быть заряжена посредством многофункционального устройства 1 для сбора данных, когда устройство для подачи питания подключено к указанному многофункциональному устройству 1 для сбора данных. Устройство для подачи питания может представлять собой стойку 82, которая содержит модуль 821 питания.The battery 339 that powers the multifunction data collection device 1 can also be charged by the multifunction data collection device 1 when the power supply device is connected to the multifunction data collection device 1. The power supply device may be a rack 82 that includes a power module 821.

Предпочтительно та же стойка используется в качестве устройств для подачи питания и переноса данных. Предпочтительно она выполнена, как описано в заявке на патент США, озаглавленной «Стыковочная станция для беспроводных узлов для сбора сейсмических данных» (Docking Station for Wireless Seismic Acquisition Nodes), поданной заявителем в тот же день, что и настоящая заявка на патент, и содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.Preferably, the same rack is used as power supply and data transfer devices. Preferably, it is made as described in the US patent application entitled "Docking Station for Wireless Seismic Acquisition Nodes", filed by the applicant on the same day as the present patent application, and contents which is incorporated herein by reference.

Указанные функции сбора данных, переноса данных и подзарядки могут быть осуществлены посредством одного соединителя 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных, к которому подключают второе устройство. В частности, в зависимости от требуемой (-ых) функции (-ий), которую (-ые) предполагается осуществить, указанное второе устройство может быть датчиком 81, как показано на фиг. 2, либо устройством для подачи питания и/или переноса данных. Указанное второе устройство также может представлять собой такое устройство как стойка 82, которая выполнена с возможностью осуществления как функции подачи питания, так и переноса данных, как проиллюстрировано на фиг. 3.These functions of data collection, data transfer and recharging can be carried out through one connector 2 of the multifunctional data collection device 1, to which the second device is connected. In particular, depending on the desired function(s) to be implemented, said second device may be a sensor 81, as shown in FIG. 2, or a device for supplying power and/or transferring data. Said second device may also be a device such as a rack 82 that is configured to perform both power supply and data transfer functions, as illustrated in FIG. 3.

Другими словами, один и тот же соединитель 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных используют для осуществления получения сигналов от датчика 81, подключенного к многофункциональному устройству 1 для сбора данных, или переноса данных с многофункционального устройства 1 для сбора данных в устройство для переноса данных, подключенное к многофункциональному устройству, и/или подзарядки батареи 339 посредством устройства для подачи питания, подключенного к многофункциональному устройству 1 для сбора данных.In other words, the same connector 2 of the multi-function data collection device 1 is used to realize receiving signals from the sensor 81 connected to the multi-function data collection device 1, or transferring data from the multi-function data collection device 1 to the data transfer device connected to the multifunction device, and/or recharging the battery 339 through a power supply device connected to the multifunction device 1 for data collection.

В частности, датчик 81 имеет соединитель 801 с соединительными клеммами, выполненными с возможностью электрического соединения с соединительными клеммами 21, 22 соединителя 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных. Стойка 82 также имеет соединитель 802 с соединительными клеммами, выполненными с возможностью электрического соединения с соединительными клеммами 21, 22 соединителя 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных. Модуль 822 переноса данных выполнен с возможностью передачи/приема сигналов посредством соединительных клемм 21, 22 соединителя 2, когда многофункциональное устройство 1 для сбора данных подключено к стойке 82. Кроме того, модуль 821 питания выполнен с возможностью передачи/приема сигналов, а также подачи питания посредством соединительных клемм 21, 22 соединителя 2, когда многофункциональное устройство 1 для сбора данных подключено к стойке 82.In particular, the sensor 81 has a connector 801 with connection terminals configured to be electrically connected to the connection terminals 21, 22 of the connector 2 of the multi-function data acquisition device 1. The rack 82 also has a connector 802 with connection terminals configured to be electrically connected to the connection terminals 21, 22 of the connector 2 of the multi-function data acquisition device 1. The data transfer module 822 is configured to transmit/receive signals through the connection terminals 21, 22 of the connector 2 when the multifunction data acquisition device 1 is connected to the rack 82. In addition, the power module 821 is configured to transmit/receive signals as well as supply power via connection terminals 21, 22 of connector 2 when the multi-function data acquisition device 1 is connected to the rack 82.

Модуль 821 питания может содержать источник электропитания для подачи питания в схему для подзарядки многофункционального устройства 1 для сбора данных для питания батареи 339. Согласно конкретному аспекту модуль 821 питания также включает в себя передатчик и приемник для обмена данными с блоком 360 управления устройства 1 для сбора данных.Обмен данными может быть осуществлен, например, для обеспечения возможности запроса блоком 360 управления информации в модуле питания и/или запроса подачи питания модулем питания на батарею.The power module 821 may include a power supply for supplying power to circuitry for recharging the multifunction data acquisition device 1 to power a battery 339. In a particular aspect, the power module 821 also includes a transmitter and a receiver for communicating with a control unit 360 of the data acquisition device 1 Data exchange may be performed, for example, to allow control unit 360 to query information in the power module and/or request that the power module supply power to the battery.

Модуль 822 переноса данных стойки 82 включает в себя передатчик TX822 данных и приемник RX822 данных, которые позволяют осуществлять обмен данными посредством двух контактных штырьков 21, 22 с блоком 360 управления и схемой 320 для переноса данных многофункционального устройства 1 для сбора данных, когда схема 320 для переноса данных электрически соединена с двумя контактными штырьками 21, 22. Согласно конкретному аспекту обмен данными между модулем 822 переноса данных стойки 82 и схемой для переноса данных многофункционального устройства 1 для сбора данных осуществляется в полудуплексном режиме и управляется с применением дифференциальной сигнализации. Модуль 822 переноса данных выполнен с возможностью приема данных от запоминающего устройства 369 многофункционального устройства 1 для сбора данных и сохранения принятых данных в запоминающем устройстве, которое может быть включено в стойку 82 или которое может быть внешним по отношению к стойке.The data transfer module 822 of the rack 82 includes a data transmitter TX822 and a data receiver RX822, which enable communication via two contact pins 21, 22 with the control unit 360 and the data transfer circuit 320 of the multifunction data acquisition device 1 when the circuit 320 for The data transfer unit is electrically coupled to the two contact pins 21, 22. In a particular aspect, communication between the data transfer module 822 of the rack 82 and the data transfer circuitry of the multi-function data acquisition device 1 is carried out in a half-duplex mode and is controlled using differential signaling. The data transfer module 822 is configured to receive data from a memory 369 of the multifunction device 1 to collect data and store the received data in a memory that may be included in the rack 82 or which may be external to the rack.

Модуль 822 переноса данных также включает в себя блок приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного передатчика TX822 данных и указанного приемника RX822 данных.The data transfer module 822 also includes a driving unit configured to initiate driving of said data transmitter TX822 and said data receiver RX822.

Согласно вариантам осуществления и как подробно описано ниже, многофункциональное устройство 1 для сбора данных может быть, с помощью одного соединителя 2, имеющего две соединительные клеммы 21, 22, выборочно:According to the embodiments and as described in detail below, the multifunctional data acquisition device 1 can, by means of a single connector 2 having two connection terminals 21, 22, optionally:

- подключено к датчику для получения сигналов от датчика путем оцифровки и сохранения сигналов, обеспеченных датчиком,- connected to a sensor to receive signals from the sensor by digitizing and storing the signals provided by the sensor,

- или подключено к устройству для подачи питания и/или переноса данных для выполнения подзарядки батареи, которая питает многофункциональное устройство 1 для сбора данных, и/или переноса данных, сохраненных во время предыдущего сбора данных.- or connected to a device for supplying power and/or transferring data to perform recharging of a battery that powers the multi-function device 1 for data collection, and/or transferring data stored during a previous data collection.

Многофункциональное устройство 1 для сбора данных может представлять собой аналоговый полевой блок, также называемый АПБ, который используют для выполнения сейсморазведочных работ. Таким образом, многофункциональное устройство 1 для сбора данных может представлять собой сейсмический узел. Для осуществления сейсморазведочных работ может быть использована сеть для сбора сейсмических данных, которая включает в себя множество таких многофункциональных устройств сбора данных, которые образуют узлы сети.The multifunctional data acquisition device 1 may be an analog field unit, also called an APB, which is used to perform seismic surveys. Thus, the multifunctional data acquisition device 1 may be a seismic unit. To carry out seismic exploration work, a seismic data acquisition network can be used, which includes a plurality of such multifunctional data acquisition devices that form network nodes.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления и как проиллюстрировано на фиг. 1, соединитель 2 имеет только две соединительные клеммы 21, 22, также упоминаемые как контактные штырьки. Предпочтительно соединитель представляет собой стандартный соединитель KCK2. Стандартный соединитель KCK2 обычно используют для подключения сейсмографа (или группы сейсмографов) к блоку сбора данных, имеющему такой соединитель. Такой стандартный соединитель KCK2 может быть использован для подключения сейсмографа, группы сейсмографов, а также автономного узла или проводного (кабельного) узла, соединенного с центральным блоком посредством множества кабелей, а также описанного во французском патенте FR2981212, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.According to preferred embodiments and as illustrated in FIG. 1, connector 2 has only two connection terminals 21, 22, also referred to as contact pins. Preferably the connector is a standard KCK2 connector. The standard KCK2 connector is typically used to connect a seismograph (or group of seismographs) to a data acquisition unit that has such a connector. This standard KCK2 connector can be used to connect a seismograph, a group of seismographs, as well as a stand-alone unit or a wired (cable) unit connected to a central unit via multiple cables, as described in French patent FR2981212, the entire contents of which are incorporated herein by reference .

Каждый контактный штырек 21, 22 соединителя 2 соединен электронным способом с проводом 31, 32 (проводящей линией) электронной схемы 3 многофункционального устройства 1 для сбора данных.Each contact pin 21, 22 of the connector 2 is electronically connected to a wire 31, 32 (conductive line) of the electronic circuit 3 of the multifunction device 1 for data acquisition.

Как подробно описано ниже, электронная схема 3 многофункционального устройства 1 для сбора данных включает в себя множество схем, которые электрически соединены или выполнены с возможностью электрического соединения с проводами 31, 32 для функционирования во взаимодействии со вторым устройством (таким как датчик, либо устройство для подачи питания и/или переноса данных, как описано выше), причем указанное второе устройство имеет соединитель, содержащий две соединительные клеммы, выполненные с возможностью соединения с контактными штырьками 21, 22 соединителя 2 многофункционального устройства для сбора данных.As described in detail below, the electronic circuit 3 of the multi-function data acquisition device 1 includes a plurality of circuits that are electrically connected or electrically connectable to wires 31, 32 to operate in cooperation with a second device (such as a sensor or a delivery device). power supply and/or data transfer as described above), wherein said second device has a connector comprising two connection terminals configured to be connected to contact pins 21, 22 of connector 2 of the multi-function data acquisition device.

Электронная схема 3 размещена в корпусе 100. Указанный соединитель 2 находится в корпусе. Электронная схема 3 может содержать печатную плату, которая включает в себя все или части схем, которые подробно описаны ниже.The electronic circuit 3 is housed in a housing 100. Said connector 2 is located in the housing. The electronic circuit 3 may include a printed circuit board that includes all or parts of circuits that are described in detail below.

Электронная схема 3 содержит схему 310 для сбора данных, которая обеспечивает цифровое преобразование аналоговых сигналов, поступающих от датчика 81, когда указанный датчик соединен с соединителем 2.Electronic circuit 3 includes a data acquisition circuit 310 that provides digital conversion of analog signals coming from sensor 81 when said sensor is connected to connector 2.

Схема для сбора данныхDiagram for data collection

Схема 310 для сбора данных содержит аналого-цифровой преобразователь 318, который может представлять собой сигма-дельта преобразователь. Схема 310 для сбора данных также включает в себя аналоговый вход 317 для подготовки аналоговых сигналов, поступающих от датчика 81, перед их обработкой с помощью аналого-цифрового преобразователя 318.The data acquisition circuit 310 includes an analog-to-digital converter 318, which may be a sigma-delta converter. Data acquisition circuitry 310 also includes an analog input 317 for preparing analog signals from sensor 81 before being processed by analog-to-digital converter 318.

Схема 310 для сбора данных содержит два провода (проводящие линии), которые могут быть соединены с проводами 31, 32, которые электрически соединены с контактными штырьками 21, 22 или отсоединены от них. Таким образом, первый провод схемы 310 для сбора данных может быть соединен/отсоединен с/от проводом/провода 31 с помощью первого переключателя 351, а второй провод схемы 310 для сбора данных может быть соединен/отсоединен с/от проводом/провода 32 с помощью второго переключателя 352. Другими словами, многофункциональное устройство 1 для сбора данных включает в себя систему 35 для переключения (включающую в себя первый и второй переключатели 351 и 352), которая позволяет электрически соединять/отсоединять схему 310 для сбора данных по отношению к двум контактным штырькам 21, 22 соединителя 2.The data acquisition circuit 310 includes two wires (conductive lines) that may be connected to or disconnected from wires 31, 32 that are electrically connected to or disconnected from the terminal pins 21, 22. Thus, the first wire of the data collection circuit 310 can be connected/disconnected to/from the wire/wire 31 using the first switch 351, and the second wire of the data collection circuit 310 can be connected/disconnected to/from the wire/wire 32 using second switch 352. In other words, the multi-function data acquisition device 1 includes a switching system 35 (including first and second switches 351 and 352) that allows the data acquisition circuit 310 to be electrically connected/disconnected with respect to two terminal pins 21, 22 connectors 2.

Схема для переноса данныхScheme for data transfer

Электронная схема 3 также содержит схему 320 для переноса данных, которая обеспечивает, во взаимодействии с блоком 360 управления, передачу данных, хранящихся в запоминающем устройстве 369, на устройство для переноса данных, когда указанное устройство для переноса данных подключено к соединителю 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных. Блок 360 управления управляет доступом к запоминающему устройству 369 и обменом данными со схемой 320 для переноса данных.The electronic circuit 3 also includes a data transfer circuit 320 that, in cooperation with the control unit 360, transfers data stored in the storage device 369 to the data transfer device when the data transfer device is connected to the connector 2 of the multifunction device 1 for data collection. The control unit 360 controls access to the storage device 369 and communication with the circuit 320 for data transfer.

Как объяснялось выше, устройство для переноса данных может представлять собой стойку, в которую указанное многофункциональное устройство для сбора данных может быть введено, а затем может быть подключено с помощью соединителя 2 к соответствующему соединителю стойки.As explained above, the data transfer device may be a rack into which said multi-function data acquisition device may be inserted and then connected via connector 2 to a corresponding connector of the rack.

Аналогично схеме для сбора данных схема 320 для переноса данных включает в себя первый провод (проводящую линию), который может быть соединен/отсоединен с/от проводом/провода 31 с помощью переключателя 351, и второй провод (проводящую линию), который может быть соединен/отсоединен с/от проводом/провода 32 с помощью переключателя 352. В частности, соединение схемы 310 для сбора данных или схемы 320 для переноса данных с двумя контактными штырьками 21, 22 осуществляют посредством электропроводящих проводов 31, 32, которые соединены с двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2, а также с помощью первого и второго переключателей 351 системы 35 для переключения.Similar to the data acquisition circuit, the data transfer circuit 320 includes a first wire (conductive line) that can be connected/disconnected to/from wire 31 by a switch 351, and a second wire (conductive line) that can be connected /is disconnected from the wire 32 by a switch 352. In particular, the connection of the data acquisition circuit 310 or the data transfer circuit 320 with the two contact pins 21, 22 is carried out via electrically conductive wires 31, 32, which are connected to the two contact pins 21, 22 connectors 2, as well as using the first and second switches 351 of the system 35 for switching.

Как показано на фиг. 1 и 2, система 35 для переключения имеет первое положение, в котором схема 320 для переноса данных электрически соединена с двумя контактными штырьками 21, 22 через электропроводящие провода 31, 32, в то время как схема 310 для сбора данных изолирована от двух контактных штырьков 21, 22.As shown in FIG. 1 and 2, the switching system 35 has a first position in which the data transfer circuit 320 is electrically connected to the two terminal pins 21, 22 via electrically conductive wires 31, 32, while the data acquisition circuit 310 is isolated from the two terminal pins 21 , 22.

Система 35 для переключения также имеет второе положение, в котором схема 310 для сбора данных электрически соединена с двумя контактными штырьками 21, 22 через электропроводящие провода 31, 32, в то время как схема 320 для переноса данных изолирована от двух контактных штырьков 21, 22.The switching system 35 also has a second position in which the data acquisition circuit 310 is electrically coupled to the two contact pins 21, 22 via electrically conductive wires 31, 32, while the data transfer circuit 320 is isolated from the two contact pins 21, 22.

Положением системы 35 для переключения может управлять блок 360 управления.The switching position of the system 35 can be controlled by a control unit 360.

Согласно конкретному аспекту по умолчанию система 35 для переключения находится в первом положении, в котором схема 310 для сбора данных электрически соединена с контактными штырьками 21, 22, пока блок управления не выдаст команду системе 35 для переключения о переходе во второе положение.In a particular aspect, by default, the switching system 35 is in the first position, in which the data acquisition circuit 310 is electrically coupled to the contact pins 21, 22, until the control unit commands the switching system 35 to move to the second position.

Схема 320 для переноса данных включает в себя передатчик TX320 данных, приемник RX320 данных и блок 321 приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного передатчика TX320 данных и указанного приемника RX320 данных.The data transfer circuit 320 includes a data transmitter TX320, a data receiver RX320, and a driving unit 321 configured to initiate driving of said data transmitter TX320 and said data receiver RX320.

Схема 320 для переноса данных содержит фильтр низких частот, включающий в себя емкостные элементы 323 для фильтрации входного напряжения, подаваемого на два контактных штырька 21, 22. Таким образом, фильтр низких частот позволяет получить пониженное напряжение в схеме 320 для переноса данных. Таким образом, при подключении к многофункциональному устройству 1 для сбора данных устройство для переноса данных (которое может представлять собой стойку 82) подает питание, например, на два контактных штырька 21, 22 (и, таким образом, на провода 31, 32) с напряжением 5 вольт.The data transfer circuit 320 includes a low pass filter including capacitive elements 323 for filtering the input voltage supplied to the two terminal pins 21, 22. Thus, the low pass filter allows a reduced voltage in the data transfer circuit 320 to be obtained. Thus, when connected to the multifunction data acquisition device 1, the data transfer device (which may be a rack 82) supplies power to, for example, two contact pins 21, 22 (and thus wires 31, 32) with a voltage 5 volts.

Как показано на фиг. 1-3, каждый из двух проводов схемы 320 для переноса данных содержит емкостной элемент 323. Каждый емкостной элемент, например, имеет емкость 1 мкФ.As shown in FIG. 1-3, each of the two wires of the data circuit 320 includes a capacitive element 323. Each capacitive element, for example, has a capacitance of 1 μF.

Входное напряжение, подаваемое со стойки 82 на два контактных штырька, включает в себя переменную составляющую и постоянную составляющую. Пониженное напряжение, полученное с помощью низкочастотного фильтра, представляет собой напряжение переменного тока входного напряжения.The input voltage supplied from stand 82 to the two terminal pins includes an AC component and a DC component. The undervoltage produced by the low-pass filter is the AC voltage of the input voltage.

Как показано на фиг. 1-3, схема 320 для переноса данных включает в себя схему 322 подстройки, которая обеспечивает изменение формы сигналов передачи в соответствии с шаблоном для возможности передачи данных с уменьшенным риском возникновения ошибок.As shown in FIG. 1-3, data transfer circuitry 320 includes an adjustment circuitry 322 that allows transmission signals to be reshaped according to a pattern to allow data to be transmitted with a reduced risk of errors.

Схема для подзарядкиCharging circuit

Многофункциональное устройство 1 для сбора данных включает в себя схему 330 для подзарядки, которая обеспечивает подзарядку батареи 339 энергией, обеспечиваемой устройством для подачи питания, когда указанное устройство для подачи питания подключено к двум контактным штырькам 21, 22 указанного многофункционального устройства 1.The multifunctional data acquisition device 1 includes a charging circuit 330 that recharges the battery 339 with energy provided by the power supply device when the power supply device is connected to the two terminal pins 21, 22 of the multifunctional device 1.

В вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 1-3, схема 330 для подзарядки включает в себя зарядное устройство 338 для подзарядки батареи 339. В одном варианте зарядное устройство может представлять собой внешнее зарядное устройство. Включение зарядного устройства 338 в схему для подзарядки позволяет заряжать батарею 339 при высоком токе, но батарею можно заряжать и при меньшем токе с помощью внешнего зарядного устройства.In the embodiments illustrated in FIGS. 1-3, charging circuit 330 includes a charger 338 for charging battery 339. In one embodiment, the charger may be an external charger. Including charger 338 in the charging circuit allows battery 339 to be charged at a high current, but the battery can be charged at lower current using an external charger.

Схема 330 для подзарядки содержит фильтр высоких частот, который включает в себя индуктивные элементы 331. Фильтр высоких частот используется для фильтрации переменной составляющей входного напряжения, обеспечиваемого стойкой 82, и сохранения постоянной составляющей входного напряжения для питания схемы 320 для подзарядки. Значение индуктивности каждого индуктивного элемента составляет, например, 47 мкГн.The charging circuit 330 includes a high-pass filter that includes inductive elements 331. The high-pass filter is used to filter the AC component of the input voltage provided by the rack 82 and retain the DC component of the input voltage to power the charging circuit 320. The inductance value of each inductive element is, for example, 47 μH.

Схема 330 для подзарядки включает в себя транзисторы 336, предпочтительно МОП-транзисторы, которые могут приводиться в действие блоком 360 управления для переключения между состоянием «ВЫКЛ.» и состоянием «ВКЛ.». В состоянии «ВЫКЛ.» транзисторов 336 схема для подзарядки деактивирована. В состоянии «ВЫКЛ.» транзисторы 336 соответствуют разомкнутым прерывателям, не допускающим протекание электрического тока от проводов 31, 32 к батарее 339 (или зарядному устройству 338). Другими словами, в состоянии «ВЫКЛ.» транзисторов 336 схема 330 для подзарядки разомкнута.The charging circuit 330 includes transistors 336, preferably MOSFETs, that can be driven by the control unit 360 to switch between an OFF state. and “ON” state. In "OFF" state transistors 336 charging circuit is deactivated. In "OFF" state transistors 336 correspond to open circuit breakers that prevent electrical current from flowing from wires 31, 32 to battery 339 (or charger 338). In other words, in the "OFF" state transistors 336 circuit 330 for recharging is open.

По умолчанию, т. е. при отсутствии команды от блока 360 управления, транзисторы 336 находятся в состоянии «ВЫКЛ.». Для переключения транзисторов 336 в состояние «ВКЛ.» блок 360 управления выполнен с возможностью подачи напряжения (превышающего пороговое значение) на затвор каждого транзистора 336 для обеспечения протекания тока между истоками транзисторов 336, которые соединены с проводами 31, 32, и батареей 339.By default, i.e., in the absence of a command from the control unit 360, the transistors 336 are in the “OFF” state. To switch transistors 336 to the "ON" state. the control unit 360 is configured to apply a voltage (exceeding a threshold value) to the gate of each transistor 336 to allow current to flow between the sources of the transistors 336, which are connected to the wires 31, 32, and the battery 339.

В состоянии «ВКЛ.» транзисторы 336 соответствуют замкнутым прерывателям, разрешающим протекание электрического тока от проводов 31, 32 к батарее 339 (или зарядному устройству 338). Другими словами, в состоянии «ВКЛ.» транзисторов 336 схема для подзарядки замкнута и считается активированной.In "ON" state transistors 336 correspond to closed circuit breakers allowing electrical current to flow from wires 31, 32 to battery 339 (or charger 338). In other words, in the ON state transistors 336, the charging circuit is closed and is considered activated.

Предпочтительно, схема 330 для подзарядки включает в себя устройство 337, называемое элементом для накачки напряжения, выполненное с возможностью поддержания схемы 330 для подзарядки в замкнутом состоянии, когда блок 360 управления выдает команду на замыкание указанной схемы 330 для подзарядки. В частности, элемент для накачки напряжения подает напряжение, например, 12 вольт, на затворы транзисторов 336, которое поддерживает транзисторы в состоянии «ВКЛ.».Preferably, the charging circuit 330 includes a device 337, called a voltage pump, configured to maintain the charging circuit 330 in a closed state when the control unit 360 commands the charging circuit 330 to be closed. Specifically, the voltage pump element supplies a voltage, such as 12 volts, to the gates of transistors 336 that maintains the transistors in the "ON" state.

В варианте схемы для подзарядки, в котором транзисторы 336 могут отсутствовать, система 35 для переключения может иметь третье положение для соединения двух проводящих линий схемы для подзарядки с двумя контактными штырьками 21, 22. Однако схема для подзарядки, показанная на фиг. 1-3, позволяет одновременно управлять функцией подзарядки и функцией переноса данных, в то время как система для переключения с тремя положениями подразумевает выбор схемы для активации в зависимости от выполняемой функции.In a charging circuit embodiment in which transistors 336 may be omitted, the switching system 35 may have a third position for connecting two charging circuit conductors to two contact pins 21, 22. However, the charging circuit shown in FIG. 1-3 allows you to simultaneously control the charging function and the data transfer function, while the three-position switching system involves selecting a circuit to be activated depending on the function being performed.

Система для обнаружения напряженияVoltage detection system

Электрическая схема 3 содержит систему 340 для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя контактными штырьками 21, 22 напряжения, которое превышает первое пороговое значение.The electrical circuit 3 includes a voltage detection system 340 configured to detect between two contact pins 21, 22 a voltage that exceeds a first threshold value.

Система 340 для обнаружения напряжения включает в себя перемычку делителя напряжения для каждого провода 31, 32, посередине которой подключен вход блока 360 управления для измерения соответствующего напряжения. Блок управления включает в себя модуль для обнаружения напряжения, который определяет, соответствуют ли измеренные напряжения напряжению, приложенному к контактным штырькам, которое превышает пороговое значение. Напряжение, поданное на два контактных штырька со стойки 82, представляет собой дифференциальное напряжение.The voltage detection system 340 includes a voltage divider jumper for each wire 31, 32, in the middle of which a control unit 360 input is connected to measure the corresponding voltage. The control unit includes a voltage detection module that determines whether the measured voltages correspond to a voltage applied to the contact pins that exceeds a threshold value. The voltage applied to the two terminal pins from post 82 is a differential voltage.

Блок 360 управления выполнен с возможностью выдачи команд системе 35 для переключения для обеспечения электрического соединения схемы 320 для переноса данных с двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2, когда напряжение между двумя контактными штырьками 21, 22 превышает указанное первое пороговое значение или равно ему.The control unit 360 is configured to issue commands to the system 35 to switch to electrically connect the data transfer circuit 320 to the two terminal pins 21, 22 of connector 2 when the voltage between the two terminal pins 21, 22 is greater than or equal to said first threshold value.

И наоборот, блок 360 управления выполнен с возможностью выдачи команд системе 35 для переключения для обеспечения электрического соединения схемы 310 для сбора данных с двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2, когда напряжение между двумя контактными штырьками 21, 22 ниже первого порогового значения. Когда система 340 для обнаружения напряжения обнаруживает напряжение, превышающее первое пороговое значение или равное ему, это указывает на то, что устройство для подачи питания (стойка 82 в проиллюстрированных вариантах осуществления) подключено к соединителю 2.Conversely, the control unit 360 is configured to issue commands to the system 35 to switch to electrically connect the data acquisition circuit 310 to the two terminal pins 21, 22 of connector 2 when the voltage between the two terminal pins 21, 22 is below a first threshold value. When the voltage detection system 340 detects a voltage greater than or equal to the first threshold, it indicates that the power supply device (rack 82 in the illustrated embodiments) is connected to connector 2.

Указанное первое пороговое значение может составлять, например, 3,6 вольт.Said first threshold value may be, for example, 3.6 volts.

Расположение схемCircuit layout

Предпочтительно схему 330 для подзарядки размещают как можно ближе к двум контактным штырькам 21, 22 для подзарядки батареи максимальным током и, таким образом, сокращения времени подзарядки. Как проиллюстрировано на фиг. 1-3, схема 330 для подзарядки расположена между двумя контактными штырьками 21, 22 и системой 340 для обнаружения напряжения.Preferably, the charging circuit 330 is placed as close as possible to the two contact pins 21, 22 to charge the battery at maximum current and thus reduce charging time. As illustrated in FIG. 1-3, the charging circuit 330 is located between the two contact pins 21, 22 and the voltage detection system 340.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 1-3, система 340 для обнаружения напряжения расположена между двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2, с одной стороны, и схемами 310, 320 для сбора и переноса данных, с другой стороны.According to the embodiment shown in FIG. 1-3, a voltage detection system 340 is located between two contact pins 21, 22 of connector 2 on one side and data acquisition and transfer circuits 310, 320 on the other side.

Согласно конкретному аспекту электронная схема 3 включает в себя устройство 33 для защиты от грозовых разрядов, предпочтительно расположенное вблизи двух контактных штырьков 21, 22 (по сравнению с другими компонентами электронной схемы 3).In a particular aspect, the electronic circuit 3 includes a lightning protection device 33, preferably located in the vicinity of two contact pins 21, 22 (as compared to other components of the electronic circuit 3).

Предпочтительно, электронная схема 3 дополнительно включает в себя устройство 34 для защиты от электростатического разряда (electrostatic discharge, ESD). Устройство для защиты от электростатического разряда предпочтительно расположено между схемой 330 для подзарядки, с одной стороны, и схемами 310, 320 для сбора и переноса данных, с другой стороны, а также как можно ближе к двум контактным штырькам 21, 22 соединителя 2.Preferably, the electronic circuit 3 further includes a device 34 for electrostatic discharge (ESD) protection. The ESD protection device is preferably located between the recharging circuit 330 on the one hand and the data acquisition and transfer circuits 310, 320 on the other, and as close as possible to the two contact pins 21, 22 of connector 2.

Блок управленияControl block

Блок 360 управления многофункционального устройства 1 для сбора данных обеспечивает выдачу команды на активацию/деактивацию схемы 310 для сбора данных, активацию/деактивацию схемы 320 для переноса данных и активацию/деактивацию схемы 330 для подзарядки. Блок управления представляет собой, например, микроконтроллер или микропроцессор.The control unit 360 of the multi-function data acquisition device 1 provides commands to activate/deactivate the data acquisition circuit 310, activate/deactivate the data transfer circuit 320, and activate/deactivate the recharging circuit 330. The control unit is, for example, a microcontroller or microprocessor.

Схема 310 для сбора данных считается активированной, когда она электрически соединена с двумя контактными штырьками 21, 22, независимо от того, осуществляется (запущен) ли сбор данных или нет. Другими словами, когда схема 310 для сбора данных активирована (схема 310 для сбора данных электрически соединена с контактными штырьками 21, 22), процесс сбора данных может управляться с помощью датчика 81, соединенного с контактными штырьками 21, 22.The data collection circuit 310 is considered activated when it is electrically connected to the two contact pins 21, 22, regardless of whether data collection is in progress or not. In other words, when the data collection circuit 310 is activated (the data collection circuit 310 is electrically connected to the terminal pins 21, 22), the data collection process can be controlled by the sensor 81 connected to the terminal pins 21, 22.

Аналогичным образом, схема 320 для переноса данных считается активированной, когда указанная схема 320 для переноса данных электрически соединена с двумя контактным штырькам 21, 22, независимо от того, происходит ли процесс переноса данных или нет. Другими словами, когда схема 320 для переноса данных активирована (т.е. схема 320 для переноса данных электрически соединена с контактными штырьками 21, 22), процесс переноса данных может осуществляться с помощью устройства для переноса данных, соединенного с контактными штырьками 21, 22.Likewise, the data transfer circuit 320 is considered to be activated when the data transfer circuit 320 is electrically connected to the two terminal pins 21, 22, regardless of whether the data transfer process is in progress or not. In other words, when the data transfer circuit 320 is activated (i.e., the data transfer circuit 320 is electrically connected to the contact pins 21, 22), the data transfer process can be carried out by the data transfer device connected to the contact pins 21, 22.

Схема для подзарядки считается активированной, когда схема для подзарядки замкнута таким образом, что ток может протекать от двух контактных штырьков 21, 22 соединителя 2 к зарядному устройству для подзарядки батареи.The recharging circuit is considered to be activated when the recharging circuit is closed such that current can flow from the two terminal pins 21, 22 of connector 2 to the charger for recharging the battery.

Таким образом, в проиллюстрированном конкретном варианте осуществления блок 360 управления управляет подключением/отключением схемы 310 для сбора данных по отношению к двум контактным штырькам 21, 22 соединителя 2, управляет подключением/отключением схемы 320 для переноса данных по отношению к двум контактным штырькам 21, 22 соединителя и устанавливает замкнутое (активированное) или разомкнутое (деактивированное) состояние схемы 330 для подзарядки, соединенной с двумя контактными штырьками 21, 22, для управления возможностью подачи на схему 330 для подзарядки питания, поданного на два контактных штырька 21, 22 устройством для подачи питания.Thus, in the illustrated specific embodiment, the control unit 360 controls the connection/disconnection of the data acquisition circuit 310 with respect to the two contact pins 21, 22 of connector 2, controls the connection/disconnection of the data transfer circuit 320 with respect to the two contact pins 21, 22 connector and sets the closed (activated) or open (deactivated) state of the charging circuit 330 connected to the two terminal pins 21, 22 to control the ability of the charging circuit 330 to be supplied with power supplied to the two terminal pins 21, 22 by the power supply device .

Система 35 для переключения позволяет отключать схему для переноса данных, когда схема для сбора данных электрически соединена с двумя контактными штырьками 21, 22, так что получение, с помощью схемы для сбора данных, аналоговых сигналов, поступающих от датчика, не нарушается компонентами схемы для переноса данных. Кроме того, когда схема для сбора данных электрически подключена к двум контактным штырькам 21, 22, схема для подзарядки находится в состоянии «ВЫКЛ.» (деактивирована). Таким образом, осуществление функции сбора данных не нарушается компонентами схемы для подзарядки. В частности, при нахождении схемы для подзарядки и схемы для переноса в неактивном состоянии (ВЫКЛ.), когда схема для сбора данных активирована (т. е. соединена с двумя контактными штырьками 21, 22), нарушение сбора данных предотвращается резонансной схемой, также называемой настроенной схемой, которая может быть включать в себя емкостные элементы 323 схемы для переноса данных и индуктивного элемента 331 схемы 330 для подзарядки.The switching system 35 allows the data transfer circuit to be disabled when the data acquisition circuit is electrically coupled to the two terminal pins 21, 22 so that the acquisition circuit's acquisition of analog signals from the sensor is not disrupted by the transfer circuit components. data. In addition, when the data acquisition circuit is electrically connected to the two terminal pins 21, 22, the recharging circuit is in the “OFF” state. (deactivated). Thus, the data collection function is not interfered with by the charging circuit components. Specifically, when the charging circuit and the transfer circuit are in the inactive state (OFF), when the data acquisition circuit is activated (i.e., connected to the two terminal pins 21, 22), disruption of the data acquisition is prevented by the resonant circuit, also called a customized circuit, which may include capacitive circuit elements 323 for data transfer and inductive circuit elements 331 for recharging circuit 330.

Способ управления функциями сбора данных, переноса данных и подзарядкиControl method for data collection, data transfer and charging functions

Многофункциональное устройство 1 для сбора данных, рассмотренное выше, может быть использовано для управления различными функциями с использованием одних и тех же двух контактных штырьков, т.е. без необходимости использования специально предусмотренных контактных штырьков для управления одной функцией и других специально предусмотренных контактных штырьков для управления другой функцией.The multi-function data acquisition device 1 discussed above can be used to control various functions using the same two contact pins, i.e. without the need to use specially provided contact pins to control one function and another specially provided contact pins to control another function.

Таким образом, один и тот же соединитель 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных может быть использован с соответствующим внешним устройством (например, датчиком 81 или стойкой 82) для:Thus, the same connector 2 of the multifunction data acquisition device 1 can be used with a corresponding external device (for example, sensor 81 or rack 82) to:

- получения сигналов от датчика 81 или- receiving signals from sensor 81 or

- переноса данных с многофункционального устройства 1 для сбора данных и/или подзарядки батареи 339.- transferring data from the multifunction device 1 to collect data and/or recharge the battery 339.

Приведенный для примера способ управления работой многофункционального устройства 1 для сбора данных описан со ссылкой на фиг. 4. На этапе 401 оператор подключает второе устройство, такое как датчик 81 или стойка 82, к двум соединительным клеммам многофункционального устройства 1 для сбора данных. На этапе 403 блок управления многофункционального устройства для сбора данных определяет по меньшей мере один электрический признак, такой как напряжение и/или сопротивление, между двумя соединительными клеммами. На этапе 405 блок управления многофункционального устройства для сбора данных активирует схему для сбора данных или по меньшей мере одну из схемы для переноса данных и схемы для подзарядки в зависимости от указанного по меньшей мере одного определенного электрического признака.An exemplary method for controlling the operation of the multi-function data acquisition device 1 is described with reference to FIG. 4. At step 401, the operator connects a second device, such as sensor 81 or stand 82, to two connection terminals of the multifunction device 1 for data collection. At step 403, the control unit of the multi-function data acquisition device determines at least one electrical feature, such as voltage and/or resistance, between two connection terminals. At step 405, the control unit of the multi-function data acquisition device activates a data acquisition circuit or at least one of a data transfer circuit and a recharging circuit depending on the at least one specified electrical feature.

Конкретные аспекты подробно описаны ниже.Specific aspects are described in detail below.

Для управления процессом сбора данных, как показано на фиг. 2, оператор подключает соединитель 801 датчика 81 к двум контактным штырькам 21, 22 указанного многофункционального устройства 1 для сбора данных.To control the data collection process, as shown in FIG. 2, the operator connects the connector 801 of the sensor 81 to the two contact pins 21, 22 of the multi-function device 1 for data collection.

Блок 360 управления многофункционального устройства 1 для сбора данных обнаруживает, что датчик 81 соединен с двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2 многофункционального устройства 1 для сбора данных, путем обнаружения того, что напряжение и сопротивление между двумя контактными штырьками 21, 22 находятся в диапазоне значений, указывающих на подключение указанного датчика 81. В частности, измеренное напряжение ниже порогового значения, например, 3,6 вольт.The control unit 360 of the multi-function data acquisition device 1 detects that the sensor 81 is connected to the two contact pins 21, 22 of the connector 2 of the multi-function data acquisition device 1 by detecting that the voltage and resistance between the two contact pins 21, 22 are in the range of values , indicating the connection of the specified sensor 81. In particular, the measured voltage is below a threshold value, for example, 3.6 volts.

При этом блок 360 управления поддерживает нахождение системы 35 для переключения в ее первом положении по умолчанию, в котором провода схемы 310 для сбора данных электрически соединены с двумя контактными штырьками 21, 22 через провода 31, 32. Согласно еще одному варианту осуществления блок 360 управления также может выдавать команду о том, что система 35 для переключения должна быть переведена в указанное первое положение.In this case, the control unit 360 maintains the switching system 35 in its first default position, in which the wires of the data acquisition circuit 310 are electrically connected to the two contact pins 21, 22 via the wires 31, 32. According to another embodiment, the control unit 360 also may issue a command that the switching system 35 must be moved to the specified first position.

Кроме того, поскольку определенное напряжение ниже указанного порогового значения, блок 360 управления инициирует деактивирование схемы для подзарядки, переводя транзисторы 336 в состояние «ВЫКЛ.». Согласно еще одному варианту осуществления блок 360 управления также может выдавать команду о том, что транзисторы 336 должны находиться в состоянии «ВЫКЛ».In addition, since the determined voltage is below a specified threshold value, the control unit 360 initiates deactivation of the circuit for recharging by turning the transistors 336 to the “OFF” state. According to another embodiment, the control unit 360 may also issue a command that the transistors 336 should be in the "OFF" state.

После этого блок 360 управления может управлять работой схемы для сбора данных для выполнения оцифровки аналоговых сигналов, обеспеченных на двух контактных штырьках 21, 22 датчиком 81, с помощью аналого-цифрового преобразователя 318 и сохранения оцифрованных данных в запоминающем устройстве 369.Thereafter, the control unit 360 can control the operation of the data acquisition circuit to perform digitization of the analog signals provided on the two terminal pins 21, 22 by the sensor 81 using the analog-to-digital converter 318 and storing the digitized data in the storage device 369.

Как видно на фиг. 2, когда схема 310 для сбора данных активирована (переключатель 35 находится в первом положении), схема 320 для переноса данных и схема 330 для подзарядки деактивированы. Таким образом, схема 320 для переноса данных и схема 330 для подзарядки, и, в частности, индуктивно-емкостная схема, которая может быть образована емкостными элементами и индуктивными элементами указанной схемы 320 для переноса данных и схемы для подзарядки 330, не препятствуют сбору данных. Таким образом, благодаря размыканию схемы для подзарядки и схемы для переноса данных по отношению к двум контактным штырькам 21, 22 схема для сбора данных может получать сигналы с низким уровнем шума и с низким уровнем искажений.As can be seen in FIG. 2, when the data acquisition circuit 310 is activated (switch 35 is in the first position), the data transfer circuit 320 and the charging circuit 330 are deactivated. Thus, the data transfer circuit 320 and the charging circuit 330, and in particular the inductive-capacitive circuit that may be formed by the capacitive elements and inductive elements of the data carrying circuit 320 and the charging circuit 330, do not interfere with data collection. Thus, by opening the charging circuit and the data transfer circuit with respect to the two terminal pins 21, 22, the data acquisition circuit can obtain signals with low noise and low distortion.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, для управления функцией подзарядки и/или переноса данных оператор подключает многофункциональное устройство 1 для сбора данных к стойке 82, имеющей соединитель 802, выполненный с возможностью соединения с двумя контактными штырьками 21, 22 соединителя 2. Другими словами, оператор после выполнения процесса сбора данных отсоединяет датчик 81 от соединителя 2 многофункционального устройства для сбора данных 1 и подключает тот же соединитель 2 к соединителю 802 стойки 82.In the embodiment shown in FIG. 3, to control the recharging and/or data transfer function, the operator connects the multi-function data collection device 1 to the rack 82 having a connector 802 configured to connect to two contact pins 21, 22 of the connector 2. In other words, the operator, after performing the data collection process disconnects sensor 81 from connector 2 of multifunction data acquisition device 1 and connects the same connector 2 to connector 802 of rack 82.

Блок 360 управления обнаруживает с помощью системы 340 для обнаружения напряжения, что входное напряжение (например, 5 вольт), превышающее указанное первое пороговое значение (например, 3,6 вольт), подается на два контактных штырька 21, 22 соединителя 2.The control unit 360 detects, through the voltage detection system 340, that an input voltage (e.g., 5 volts) greater than a specified first threshold value (e.g., 3.6 volts) is supplied to the two contact pins 21, 22 of connector 2.

Затем блок 360 управления осуществляет обмен данными со стойкой 82 через два контактных штырька 21, 22 для определения того, способна ли стойка 82 обеспечить напряжение, например, 5,5 вольт, превышающее второе пороговое значение или равное ему, которое больше первого порогового значения. Если информация, предоставленная стойкой блоку управления, указывает на то, что стойка 82 способна обеспечить требуемое напряжение, и если батарею необходимо подзарядить, блок 360 управления выдает команду о переводе транзистора в состояние «ВКЛ.» для замыкания схемы 330 для подзарядки с целью обеспечения электрического соединения батареи 339 с двумя контактными штырьками 21, 22.The control unit 360 then communicates with the rack 82 through two contact pins 21, 22 to determine whether the rack 82 is capable of providing a voltage, for example, 5.5 volts, greater than or equal to a second threshold value that is greater than the first threshold value. If the information provided by the rack to the control unit indicates that the rack 82 is capable of providing the required voltage, and if the battery needs to be recharged, the control unit 360 commands the transistor to be turned ON. to close the charging circuit 330 to provide an electrical connection between the battery 339 and the two terminal pins 21, 22.

Затем блок 360 управления может выдать команду модулю 821 питания на обеспечение на двух контактных штырьках 21, 22 напряжения, например, 5,5 вольт, для подачи питания на замкнутую схему 330 для подзарядки таким образом, чтобы подзарядить батарею 339.The control unit 360 may then command the power module 821 to provide a voltage, such as 5.5 volts, at the two terminal pins 21, 22 to supply power to the recharging loop circuit 330 so as to recharge the battery 339.

Предпочтительно при обнаружении того, что входное напряжение на двух контактных штырьках 21, 22 превышает указанное первое пороговое значение, блок 360 управления также выдает команду о том, что система 35 для переключения должна находиться во втором положении, когда схема для сбора данных отключена, в то время как схема для переноса данных подключена к двум контактным штырькам 21, 22 для одновременного обеспечения осуществления функций переноса данных и подачи питания.Preferably, upon detecting that the input voltage on the two contact pins 21, 22 exceeds the specified first threshold value, the control unit 360 also issues a command that the switching system 35 should be in the second position when the data acquisition circuit is disabled, while while the data transfer circuit is connected to the two terminal pins 21, 22 to simultaneously perform the data transfer and power supply functions.

Согласно конкретному аспекту, как объяснялось выше, стойка 82 и схема для 320 для переноса данных обмениваются данными в полудуплексном режиме. Для переноса данных, сохраненных в запоминающем устройстве 369, указанные данные передаются из запоминающего устройства 369 в передатчик TX320 схемы 320 для переноса данных с целью передачи указанных данных в модуль 822 переноса данных стойки, который соединен с двумя контактными штырьками 21, 22.According to a particular aspect, as explained above, the rack 82 and the circuitry for data transfer 320 communicate in a half-duplex mode. To transfer data stored in the storage device 369, the said data is transferred from the storage device 369 to the transmitter TX320 of the data transfer circuit 320 for the purpose of transferring the said data to the rack data transfer module 822, which is connected to two contact pins 21, 22.

Для уменьшения сбоев при передаче данных первоначально активируют как передатчик TX320 схемы 320 для переноса данных многофункционального устройства 1 для сбора данных, так и передатчик TX822 модуля 822 сбора данных стойки 82 (передача разрешена).To reduce failures in data transmission, both the transmitter TX320 of the data transfer circuit 320 of the multifunction data acquisition device 1 and the transmitter TX822 of the data acquisition module 822 of the rack 82 are initially activated (transmission enabled).

Модуль 822 переноса данных активирует приемник RX822 (и деактивирует передатчик TX822) перед осуществлением передачи указанным передатчиком TX320 данных, подлежащих переносу.The data transfer module 822 activates the receiver RX822 (and deactivates the transmitter TX822) before the specified transmitter TX320 transmits the data to be transferred.

Первый блок 321 приведения в действие схемы 320 для переноса данных многофункционального устройства 1 для сбора данных поддерживает передатчик TX320 данных в активированном состоянии в течение периода времени после того, как данные, подлежащие переносу, были полностью переданы передатчиком TX320 и приняты приемником RX822 данных модуля 822 переноса данных стойки 82.The first block 321 of driving the data transfer circuit 320 of the multi-function data acquisition device 1 maintains the data transmitter TX320 in an activated state for a period of time after the data to be transferred has been completely transmitted by the transmitter TX320 and received by the data receiver RX822 of the transfer unit 822 data rack 82.

Одновременно с этим блок приведения в действие модуля 822 переноса данных активирует передатчик TX822 в момент времени, включенный в указанный период времени, в течение которого первый передатчик TX320 схемы для 320 для переноса данных поддерживается в активированном состоянии.At the same time, the driving unit of the data transfer unit 822 activates the transmitter TX822 at a time that is turned on during a specified period of time during which the first transmitter TX320 of the data transfer circuit 320 is maintained in the activated state.

Затем схема 320 для переноса данных многофункционального устройства 1 для сбора данных инициирует прием ее приемником RX320 (и отключение передатчика TX320) ответных данных от модуля 822 переноса данных.The data transfer circuitry 320 of the multifunction data acquisition device 1 then causes its receiver RX320 to receive (and the transmitter TX320 to turn off) response data from the data transfer module 822.

Таким образом, одновременное поддержание обоих передатчиков во включенном состоянии в течение определенного периода времени после приема/передачи данных и перед передачей/приемом данных в ответ позволяет снизить риск сбоев при обмене данными.Thus, simultaneously keeping both transmitters turned on for a certain period of time after receiving/transmitting data and before transmitting/receiving data in response can reduce the risk of failures in data exchange.

Согласно вариантам осуществления стойка 82 также может быть выполнена с возможностью проверки функции сбора данных от датчика путем моделирования соединения датчика с двумя контактными штырьками 21, 22. С этой целью стойка 82 выполнена с возможностью коммутации сопротивления, эквивалентного сопротивлению датчика. В этом случае выполнения проверки функции сбора данных блок 360 управления может выдать команду на размыкание схемы для подзарядки и перевода системы 35 для переключения в первое положение с целью соединения схемы для сбора данных с двумя контактными штырьками, при этом стойка обеспечивает сигналы, соответствующие сигналам датчика, на два контактных штырька 21, 22, имитируя присутствие датчика.In embodiments, the post 82 may also be configured to test the sensor data collection function by simulating the connection of the sensor to two contact pins 21, 22. For this purpose, the post 82 is configured to switch a resistance equivalent to the resistance of the sensor. In this case, the data collection function test is performed, the control unit 360 may command the circuit to open for recharging and the system 35 to be switched to the first position to connect the data collection circuit to the two contact pins, the stand providing signals corresponding to the sensor signals, to two contact pins 21, 22, simulating the presence of a sensor.

Вышеописанные функции и этапы, относящиеся к работе многофункционального устройства для сбора данных, могут быть реализованы в виде компьютерной программы или с применением аппаратных компонентов (например, программируемых вентильных матриц). В частности, функции и этапы, выполняемые блоком управления и схемами, могут выполняться с использованием наборов компьютерных инструкций или модулей, реализуемых процессором или контроллером, либо они могут выполняться специализированными электронными компонентами типа программируемой пользователем вентильной матрицы (field-programmable gate array, FPGA) или специализированной интегральной схемы (application-specific integrated circuit, ASIC). Также возможно комбинирование компьютерных и электронных компонентов.The above-described functions and steps related to the operation of a multifunctional data acquisition device may be implemented in the form of a computer program or using hardware components (eg, programmable gate arrays). In particular, the functions and steps performed by the control unit and circuits may be performed using computer instruction sets or modules implemented by the processor or controller, or they may be performed by specialized electronic components such as a field-programmable gate array (FPGA) or application-specific integrated circuit (ASIC). It is also possible to combine computer and electronic components.

Компьютерные программы или компьютерные инструкции могут содержаться в устройствах для хранения программ, например, машиночитаемых носителях цифровых данных, или в исполняемых программах. Программы или инструкции также могут исполняться на периферийных устройствах для хранения программ.Computer programs or computer instructions may be contained in program storage devices, such as computer-readable digital storage media, or executable programs. Programs or instructions can also be executed on peripheral devices for storing programs.

В раскрытых вариантах осуществления предложено многофункциональное устройство для сбора данных и соответствующий способ управления функциями сбора, переноса данных и/или подзарядки. Как объяснялось выше, многофункциональное устройство для сбора данных позволяет осуществлять функции подзарядки, обмена данными/переноса данных и получения данных от датчиков посредством одних и тех же двух контактных штырьков соединителя, обеспечивая при этом надлежащее качество сбора данных. В результате использование устройства для сбора данных упрощается благодаря обеспечению возможности подключения устройства, посредством одного соединения, к датчику для получения сигналов от датчика или его подключения к стойке для подзарядки батареи, переноса данных и/или проверки блока с использованием того же соединителя многофункционального устройства для сбора данных, который используют для получения сигналов от датчика. Это позволяет снизить стоимость и размер устройства для сбора данных, а также снизить риски, связанные с водозащищенностью, из-за уменьшения количества соединителей или набора контактных штырьков на устройстве для сбора данных по сравнению с известными устройствами для сбора данных.The disclosed embodiments provide a multifunctional data acquisition device and a corresponding method for controlling acquisition, data transfer, and/or charging functions. As explained above, a multi-function data acquisition device allows charging, data communication/transfer, and sensor data acquisition functions to be performed through the same two connector pins while ensuring proper data acquisition quality. As a result, the use of a data acquisition device is simplified by allowing the device to be connected, through a single connection, to a sensor to receive signals from the sensor, or to be connected to a rack for battery charging, data transfer, and/or unit testing using the same connector of a multifunction acquisition device. data that is used to receive signals from the sensor. This reduces the cost and size of the data collection device, as well as reducing the risks associated with water resistance due to the reduction in the number of connectors or pin set on the data collection device compared to prior art data collection devices.

В раскрытых вариантах осуществления предложено многофункциональное устройство для сбора данных, которое, в частности, подходит для использования в сочетании со стыковочной станцией, описанной в патентной заявке US 16/569,855, озаглавленной «Стыковочная станция для беспроводных узлов для сбора сейсмических данных» (Docking Station for Wireless Seismic Acquisition Nodes), поданной настоящим заявителем, которая в полном объеме включена в настоящий документ посредством ссылки, и/или с узлом, описанным в патентной заявке США с серийным номером 16/569,755, озаглавленной «Узел и способ беспроводного сбора сейсмических данных» (Wireless seismic acquisition node and method), поданной настоящим заявителем, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.The disclosed embodiments provide a multifunctional data acquisition device that is particularly suitable for use in combination with the docking station described in patent application US 16/569,855 entitled "Docking Station for Wireless Nodes for Seismic Acquisition" Wireless Seismic Acquisition Nodes filed by the present applicant, which are incorporated herein by reference in their entirety, and/or with the node described in U.S. Patent Application Serial No. 16/569,755 entitled “Wireless Seismic Acquisition Node and Method” ( Wireless seismic acquisition node and method filed by this applicant, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Следует понимать, что настоящее описание не предназначено для ограничения настоящего изобретения. Напротив, представленные для примера варианты осуществления предназначены для охвата альтернатив, изменений и эквивалентов, которые соответствуют сущности и входят в объем настоящего изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, в подробном описании представленных для примера вариантов осуществления многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения полного понимания заявленного изобретения. Однако для специалиста в данной области техники будет очевидно, что различные варианты осуществления могут быть реализованы на практике без таких конкретных деталей.It should be understood that the present description is not intended to limit the present invention. On the contrary, the exemplary embodiments are intended to cover alternatives, variations and equivalents that are within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. In addition, in the detailed description of the exemplary embodiments, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the claimed invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that various embodiments may be practiced without such specific details.

Хотя признаки и элементы настоящих представленных для примера вариантов осуществления описаны в вариантах осуществления в конкретных комбинациях, каждый признак или элемент может использоваться отдельно без других признаков и элементов вариантов осуществления или в различных комбинациях с другими раскрытыми в настоящем документе признаками и элементами, или без них.Although the features and elements of the present exemplary embodiments are described in the embodiments in specific combinations, each feature or element may be used alone without the other features and elements of the embodiments or in various combinations with or without other features and elements disclosed herein.

В этом письменном описании использованы примеры раскрытого объекта изобретения, чтобы любой специалист в данной области техники имел возможность реализовать его на практике, включая создание и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых включенных способов. Патентоспособный объем объекта изобретения определяется формулой изобретения и может включать другие примеры, которые могут быть предложены специалистами в данной области техники. Предполагается, что такие другие примеры входят в объем формулы изобретения.This written description uses examples of the disclosed subject matter to enable anyone skilled in the art to practice the same, including making and using any devices or systems and performing any methods included. The patentable scope of the subject matter of the invention is determined by the claims and may include other examples that may be suggested by those skilled in the art. Such other examples are intended to be included within the scope of the claims.

Claims (41)

1. Многофункциональное устройство (1) для сбора данных, переноса данных и выполненное с возможностью подзарядки, содержащее корпус (100) с соединителем (2), имеющим две соединительные клеммы (21, 22), выполненные с возможностью обеспечения электрического соединения с комплементарным соединителем (801, 802) второго устройства (81, 82), и электронную схему (3), расположенную в указанном корпусе (100) и соединенную с указанными двумя соединительными клеммами (21, 22),1. A multifunctional device (1) for data collection, data transfer and rechargeable, comprising a housing (100) with a connector (2) having two connecting terminals (21, 22), configured to provide an electrical connection with a complementary connector ( 801, 802) of the second device (81, 82), and an electronic circuit (3) located in said housing (100) and connected to said two connecting terminals (21, 22), при этом указанная электронная схема (3) содержит:wherein said electronic circuit (3) contains: - схему (310) для сбора данных, выполненную с возможностью цифрового преобразования аналоговых сигналов от датчика (81) в качестве второго устройства и сохранения оцифрованных сигналов в запоминающем устройстве (369), когда указанный датчик (81) соединен с указанными двумя соединительными клеммами (21, 22);- a data acquisition circuit (310) configured to digitally convert analog signals from a sensor (81) as a second device and store the digitized signals in a memory device (369) when said sensor (81) is connected to said two connection terminals (21 , 22); - схему (320) для переноса данных, выполненную с возможностью передачи данных, хранящихся в запоминающем устройстве (369), на устройство (82) для переноса данных в качестве второго устройства, когда указанное устройство для переноса данных соединено с двумя соединительными клеммами (21, 22);- a data transfer circuit (320) configured to transfer data stored in the storage device (369) to a data transfer device (82) as a second device when said data transfer device is connected to two connection terminals (21, 22); - схему (330) для подзарядки, выполненную с возможностью обеспечения подзарядки батареи (339), расположенной в указанном корпусе (100), энергией, подаваемой устройством для подачи питания в качестве второго устройства, когда указанное устройство для подачи питания соединено с двумя соединительными клеммами (21, 22), и- a recharging circuit (330) configured to recharge a battery (339) located in said housing (100) with energy supplied by a power supply device as a second device when said power supply device is connected to two connection terminals ( 21, 22), and - блок (360) управления, выполненный с возможностью управления активацией схемы (310) для сбора данных, активацией схемы (320) для переноса данных и активацией схемы (330) для подзарядки.- a control unit (360) configured to control the activation of the circuit (310) for data collection, the activation of the circuit (320) for data transfer and the activation of the circuit (330) for recharging. 2. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, в котором электронная схема (3) включает в себя систему (35) для переключения для выборочного электрического соединения одной из схемы (310) для сбора данных и схемы (320) для переноса данных с двумя соединительными клеммами (21, 22) соединителя (2).2. The multifunction device (1) according to claim 1, wherein the electronic circuit (3) includes a system (35) for switching for selective electrical connection of one of the circuit (310) for collecting data and the circuit (320) for transferring data from two connecting terminals (21, 22) of the connector (2). 3. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, содержащее систему (340) для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя соединительными клеммами (21, 22) напряжения, которое превышает первое пороговое значение, и3. The multifunction device (1) according to claim 1, comprising a voltage detection system (340) configured to detect between two connecting terminals (21, 22) a voltage that exceeds a first threshold value, and при этом блок (360) управления выполнен с возможностью управления схемой (330) для подзарядки в зависимости от указанного напряжения.wherein the control unit (360) is configured to control the circuit (330) for recharging depending on the specified voltage. 4. Многофункциональное устройство (1) по п. 2, содержащее систему (340) для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя соединительными клеммами (21, 22) напряжения, которое превышает первое пороговое значение, причем блок (360) управления выполнен с возможностью управления схемой (330) для подзарядки в зависимости от указанного напряжения, и4. Multifunctional device (1) according to claim 2, comprising a voltage detection system (340) configured to detect between two connecting terminals (21, 22) a voltage that exceeds a first threshold value, wherein the control unit (360) is configured to the ability to control the circuit (330) for recharging depending on the specified voltage, and при этом блок (360) управления выполнен с возможностью выдачи команд системе (35) для переключения для обеспечения электрического соединения схемы (310) для сбора данных с двумя соединительными клеммами (21, 22) соединителя, когда напряжение между двумя соединительными клеммами (21, 22) ниже указанного первого порогового значения.wherein the control unit (360) is configured to issue commands to the system (35) to switch to provide an electrical connection of the data collection circuit (310) with two connecting terminals (21, 22) of the connector when the voltage between the two connecting terminals (21, 22) ) below the specified first threshold value. 5. Многофункциональное устройство (1) по п. 2, содержащее систему (340) для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя соединительными клеммами (21, 22) напряжения, которое превышает первое пороговое значение, причем блок (360) управления выполнен с возможностью управления схемой (330) для подзарядки в зависимости от указанного напряжения, и5. Multifunctional device (1) according to claim 2, comprising a voltage detection system (340) configured to detect between two connecting terminals (21, 22) a voltage that exceeds a first threshold value, wherein the control unit (360) is configured to the ability to control the circuit (330) for recharging depending on the specified voltage, and при этом блок (360) управления выполнен с возможностью выдачи команд системе (35) для переключения для обеспечения электрического соединения схемы (320) для переноса данных с двумя соединительными клеммами (21, 22) соединителя, когда напряжение между двумя соединительными клеммами (21, 22) превышает указанное первое пороговое значение или равно ему.wherein the control unit (360) is configured to issue commands to the system (35) to switch to provide an electrical connection of the data transfer circuit (320) with two connecting terminals (21, 22) of the connector when the voltage between the two connecting terminals (21, 22) ) is greater than or equal to the specified first threshold value. 6. Многофункциональное устройство (1) по п. 3, в котором блок (360) управления выполнен с возможностью, когда система (340) для обнаружения напряжения обнаружила напряжение, превышающее первое пороговое значение или равное ему, причем указанное обнаружение указывает на то, что устройство (821) для подачи питания соединено с соединителем:6. The multifunction device (1) according to claim 3, wherein the control unit (360) is configured to when the voltage detection system (340) detects a voltage greater than or equal to the first threshold value, said detection indicating that device (821) for supplying power is connected to the connector: - обмена данными с устройством для подачи питания через две соединительные клеммы (21, 22) для проверки того, что устройство для подачи питания способно обеспечивать напряжение, которое превышает второе пороговое значение, превышающее первое пороговое значение, или равно ему, и- communicating with the power supply device via two connection terminals (21, 22) to verify that the power supply device is capable of providing a voltage that is greater than a second threshold value, greater than or equal to the first threshold value, and - выдачи команды, в зависимости от результата указанной проверки, на замыкание схемы (330) для подзарядки для обеспечения электрического соединения батареи (369) с указанными двумя соединительными клеммами (21, 22) через схему (330) для подзарядки.- issuing a command, depending on the result of said test, to close the recharging circuit (330) to provide electrical connection of the battery (369) to said two connecting terminals (21, 22) through the recharging circuit (330). 7. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, в котором схема (310) для сбора данных включает в себя аналого-цифровой преобразователь.7. Multifunction device (1) according to claim 1, wherein the data acquisition circuit (310) includes an analog-to-digital converter. 8. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, в котором схема (320) для переноса данных содержит фильтр низких частот, включающий в себя емкостные элементы (323) для фильтрации входного напряжения, поданного на две соединительные клеммы (21, 22), для получения пониженного напряжения в схеме (320) для переноса данных.8. The multifunction device (1) according to claim 1, wherein the data transfer circuit (320) includes a low-pass filter including capacitive elements (323) for filtering the input voltage applied to the two connecting terminals (21, 22), to obtain a reduced voltage in the circuit (320) for data transfer. 9. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, в котором схема (330) для подзарядки содержит фильтр высоких частот, включающий в себя индуктивные элементы (331).9. Multifunctional device (1) according to claim 1, wherein the charging circuit (330) comprises a high-pass filter including inductive elements (331). 10. Многофункциональное устройство (1) по п. 1, содержащее систему (340) для обнаружения напряжения, выполненную с возможностью обнаружения между двумя соединительными клеммами (21, 22) напряжения, которое превышает первое пороговое значение, и блок (360) управления, выполненный с возможностью управления схемой (330) для подзарядки в зависимости от указанного напряжения,10. Multifunctional device (1) according to claim 1, comprising a voltage detection system (340) configured to detect between two connecting terminals (21, 22) a voltage that exceeds a first threshold value, and a control unit (360) configured with the ability to control the circuit (330) for recharging depending on the specified voltage, при этом схема (330) для подзарядки расположена между двумя соединительными клеммами (21, 22) и системой (340) для обнаружения напряжения.wherein the recharging circuit (330) is located between the two connecting terminals (21, 22) and the voltage detection system (340). 11. Блок для сбора данных, содержащий многофункциональное устройство (1) по п. 1 и датчик (81), соединенный с двумя соединительными клеммами (21, 22) указанного многофункционального устройства (1),11. A data collection unit containing a multifunctional device (1) according to claim 1 and a sensor (81) connected to two connecting terminals (21, 22) of the specified multifunctional device (1), причем схема (310) для сбора данных активирована, а схема (320) для переноса данных и схема (330) для подзарядки деактивированы.wherein the data acquisition circuit (310) is activated, and the data transfer circuit (320) and recharging circuit (330) are deactivated. 12. Блок для сбора данных по п. 11, в котором указанный датчик (81) представляет собой сейсмический датчик.12. The data acquisition unit according to claim 11, wherein said sensor (81) is a seismic sensor. 13. Система для переноса данных, содержащая многофункциональное устройство (1) по п. 1 и устройство для переноса данных, соединенное с двумя соединительными клеммами (21, 22) указанного многофункционального устройства (1),13. A system for data transfer, containing a multifunctional device (1) according to claim 1 and a data transfer device connected to two connecting terminals (21, 22) of the specified multifunctional device (1), при этом схема (320) для переноса данных активирована.wherein the circuit (320) for data transfer is activated. 14. Система для переноса данных по п. 13, в которой устройство для переноса данных представляет собой стыковочную станцию, которая включает в себя модуль (822) переноса данных.14. The data transfer system according to claim 13, wherein the data transfer device is a docking station that includes a data transfer module (822). 15. Система для переноса данных по п. 13, в которой схема (320) для переноса данных включает в себя первый передатчик (ТХ320) данных, первый приемник (RX320) данных и первый блок (321) приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного первого передатчика (TX320) данных и указанного первого приемника (RX320) данных, а15. The data transfer system according to claim 13, wherein the data transfer circuitry (320) includes a first data transmitter (TX320), a first data receiver (RX320), and a first actuation unit (321) configured to initiate driving said first data transmitter (TX320) and said first data receiver (RX320), and устройство для переноса данных включает в себя второй передатчик (ТХ822) данных, второй приемник (RX822) данных и второй блок приведения в действие, выполненный с возможностью инициирования приведения в действие указанного второго передатчика (ТХ822) данных и указанного второго приемника (RX822) данных,the data transfer device includes a second data transmitter (TX822), a second data receiver (RX822), and a second actuation unit configured to initiate actuation of said second data transmitter (TX822) and said second data receiver (RX822), при этом для передачи данных от схемы (320) для переноса данных многофункционального устройства (1) в устройство для переноса данныхwherein for transmitting data from the circuit (320) for transferring data of the multifunction device (1) to the data transfer device первый блок (321) приведения в действие схемы (320) для переноса данных многофункционального устройства (1) выполнен с возможностью поддержания первого передатчика (ТХ320) данных в активированном состоянии в течение периода времени после передачи данных первым передатчиком (ТХ320) данных и их приема вторым приемником (RX822) данных, иthe first block (321) for driving the circuit (320) for transferring data of the multifunction device (1) is configured to maintain the first data transmitter (TX320) in an activated state for a period of time after the data is transmitted by the first data transmitter (TX320) and received by the second data receiver (RX822), and при этом второй блок приведения в действие устройства для переноса данных выполнен с возможностью активации второго передатчика (ТХ822) данных в момент времени, включенный в указанный период времени, в течение которого первый передатчик (ТХ320) данных схемы (320) для переноса данных остается активированным.wherein the second data transfer device driving unit is configured to activate the second data transmitter (TX822) at a time included in the specified time period during which the first data transmitter (TX320) of the data transfer circuit (320) remains activated. 16. Система для подзарядки, содержащая многофункциональное устройство (1) по п. 1 и устройство для подачи питания, соединенное с двумя соединительными клеммами (21, 22) указанного многофункционального устройства (1), в котором активирована схема (330) для подзарядки.16. A charging system comprising a multifunctional device (1) according to claim 1 and a power supply device connected to two connecting terminals (21, 22) of said multifunctional device (1) in which the charging circuit (330) is activated. 17. Система для подзарядки по п. 16, в которой устройство для подачи питания представляет собой стыковочную станцию, которая включает в себя модуль питания.17. The charging system of claim 16, wherein the power supply device is a docking station that includes a power module. 18. Система для подзарядки и переноса данных, содержащая многофункциональное устройство (1) по п. 1 и устройство для подачи питания и переноса данных, соединенное с двумя соединительными клеммами (21, 22) указанного многофункционального устройства (1),18. A system for recharging and data transfer, containing a multifunction device (1) according to claim 1 and a device for supplying power and data transfer connected to two connecting terminals (21, 22) of the specified multifunction device (1), при этом схема (320) для переноса данных и схема (330) для подзарядки активированы.in this case, the circuit (320) for data transfer and the circuit (330) for recharging are activated. 19. Способ управления работой многофункционального устройства (1) по п. 1, включающий:19. A method for controlling the operation of a multifunctional device (1) according to claim 1, including: - подключение второго устройства (81, 82) к двум соединительным клеммам (21, 22) многофункционального устройства (1);- connecting the second device (81, 82) to two connecting terminals (21, 22) of the multifunctional device (1); - определение с помощью блока (360) управления многофункционального устройства (1) по меньшей мере одного электрического признака между двумя соединительными клеммами (21, 22);- determination, using the control unit (360) of the multifunctional device (1), of at least one electrical characteristic between two connecting terminals (21, 22); - активацию с помощью блока (360) управления схемы (310) для сбора данных или по меньшей мере одной из схемы (320) для переноса данных и схемы (330) для подзарядки в зависимости от указанного по меньшей мере одного определенного электрического признака.- activation by the control unit (360) of the data collection circuit (310) or at least one of the data transfer circuit (320) and the recharging circuit (330) depending on the specified at least one specific electrical feature. 20. Способ по п. 19, согласно которому указанное второе устройство представляет собой датчик, схема (310) для сбора данных активирована, а схема (320) для переноса данных и схема для подзарядки деактивированы.20. The method according to claim 19, wherein said second device is a sensor, the data acquisition circuit (310) is activated, and the data transfer circuit (320) and the charging circuit are deactivated.