遥爆系统是石油勘探中的重要设备,主要用于震源的激发以及数据采集的启动。目前国外遥爆产品都比较成熟并已商用化,但在国内还没有可以商用的具有自主知识产权的遥爆设备。为了满足遥爆系统国产化的需求,本文在广泛参考国外遥爆系统的设计和功能的基础上,展开遥爆系统的软硬件系统设计研究,在硬件上对部分电路进行了改进并实现了系统功能,在软件实现方面也进行了优化处理,最终完成了整个遥爆系统的样机测试。具体而言,主要创新性工作如下:1.针对项目指标需要和遥爆系统需满足的功能和性能,对遥爆系统的软硬件进行了总体设计。在该总体设计中,硬件平台采用ARM+FPGA的主体架构,该架构将ARM可用操作系统和FPGA上具有大量的接口的优点相结合,使设计的硬件平台不仅便于软硬件系统的实现与升级,还具有以下优点:利用FPGA上丰富的时钟资源可以提高设备之间的时间同步精度;软件可采用多进程加多线程结合的架构,把不同的功能放在不同的线程中实现,不同的工作模式放在不同的进程中实现。2.在完成了硬件系统的总体设计基础上对部分硬件电路进行实现。首先根据电路要实现的功能对电路框架进行设计,然后根据功耗、温度等指标合理地选择元器件,最后通过查阅相应器件的数据手册对电路进行实现,如LCD显示电路、显示屏背光电路、串口扩展电路、电阻和电压测量电路等,在硬件电路实现后测试结果表明这些硬件电路均能够正常稳定工作。3.在搭建完成的系统硬件平台上,对遥爆系统功能进行了软件实现。由于FPGA具有丰富的时钟资源以及ARM端驱动开发时间周期较长,所以在FPGA端实现那些时间精度要求高或者在ARM端实现时需要编写相应驱动的功能,包括供电电压和雷管电阻测量功能以及音频发送功能。同时,ARM上可以使用操作系统,方便了软件的开发和扩展,所以其余功能都在ARM端实现,包括linux系统的移植、串口扩展功能的软件配置与调试、蓝牙读写设备参数配置与功能的实现、GPS授时定位功能的软件配置与实现、LCD显示设备参数配置与功能的设置、基于linux操作系统的软件系统实现。此外,针对在遥爆系统上数据保存的问题,还提出了一种在遥爆系统上有效保存数据的算法,解决了数据不一致性问题和在有限存储容量下不能保存理论上无限数据的问题。4.在完成了系统功能开发之后先对各个功能模块单独进行验证,通过观察示波器显示的波形以及linux系统的打印信息等方法,证明了本文所完成的各个功能模块均能正常稳定运行并且满足雷管电阻测量误差不能超过±10%的项目要求。接着对遥爆系统进行总体测试,测试在实验室坏境下进行,测试流程模拟野外石油勘探流程,在测试过程中本文所完成的软件系统能够正常稳定运行。