基于虚拟仪器的微震监测系统研究

摘要

本文研究和开发了一种基于虚拟仪器的微震监测系统。 本文针对微震信号的成分和特点，在研究小波变换理论和信号的多尺度分析理论的基础上，讨论了小波变换在采样信号处理及抗噪声干扰中的应用，给出了对微震信号实现小波去噪的具体步骤和实现方法，对给定的信号进行了消噪仿真和数据分析，分析了在小波消噪算法实现中的难点并提出了相应的解决方法和实现方案。 为了充分获取地下地质结构数据，本文进行了96路前向通道的信号采集设计，包括放大电路、滤波电路和PCI采集卡DAQ-2208；同时，本文引入了LabVIEW软件平台，分析了虚拟仪器的特点，并对微震监测系统的LabVIEW平台下需要实现的各个模块的实现进行了设计，完成了数据采集、数据存储和读取、信号处理等模块的开发，并在LabVIEW平台下对小波去噪算法和信号初至提取算法进行了实现，同时对系统的软件部分中各个模块进行了集成，对信号初至算法进行了优化，并提出最佳消噪参数自动获取方法并予以实现。通过此设计平台对现有微震数据进行了信号处理和分析，对研究结论和设计结果进行了验证。 本文设计的基于虚拟仪器的微震监测系统完成了对微震信号的采集控制、滤波处理和记录分析等功能，同时系统的软件部分在LabVIEW上有很好的扩展性，为系统的完善开发与设计提供了一个良好的平台。

目录

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声明

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外微震监测系统的发展及其现状综述

1.3小波变换理论的发展及应用现状

1.4虚拟仪器技术

1.5本课题的研究目的及主要内容

第二章小波变换基本原理

2.1小波和小波基函数

2.2连续小波变换

2.3连续小波变换的逆变换(ICWT)

2.4二进小波变换

2.5离散二进小波变换

2.6多分辨率分析与Mallat算法

第三章小波消噪及其应用

3.1小波消噪概述

3.2小波阈值去噪方法及应用

3.2.1基于小波域的阈值去噪原理

3.2.2小波域阈值去噪方法应用

3.2.3小波消噪的步骤

3.2.4阈值的选取

3.2.5信号消噪处理方法

3.3小波消噪试验分析

3.4微震信号的小波消噪分析

第四章微震监测系统设计及虚拟仪器技术

4.1系统总体方案设计

4.2虚拟仪器技术概述

4.2.1虚拟仪器的概念

4.2.2 LabVIEW软件简介及其特点

4.2.3 LabVIEW软件的基本平台

4.2.4如何用LabVlEW设计虚拟仪器

4.3微震监测系统的前向通道设计

4.3.1前端放大电路

4.3.2低通滤波电路

4.3.3 PCI采集卡

第五章微震监测系统的软件实现及测试

5.1微震监测系统软件的整体框架

5.2软件各个模块的设计

5.2.1数据采集模块

5.2.2数据存储模块

5.2.3数据读取模块

5.2.4数据处理模块

5.3程序模块集成及其测试结果

结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢