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一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心；所述地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；所述監(jiān)控中心，用于接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本發(fā)明通過大量密集布設(shè)地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀而組建的地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其地震動(dòng)參數(shù)由各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀“分布式”計(jì)算，減輕了監(jiān)控中心的運(yùn)算負(fù)荷，能夠快速產(chǎn)出高分辨率的精細(xì)震動(dòng)圖。
【專利說明】一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域，特別是涉及一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在出現(xiàn)區(qū)域地震后，為了迅速展開有效的應(yīng)急救援行動(dòng)，需要及時(shí)準(zhǔn)確了解烈度分布。目前震動(dòng)圖的獲得有震后人工調(diào)查、震源參數(shù)計(jì)算、地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)、地震烈度速報(bào)臺(tái)網(wǎng)等幾種方式，其中最有效的是在重點(diǎn)監(jiān)護(hù)區(qū)建立烈度速報(bào)臺(tái)網(wǎng)。但烈度速報(bào)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)往往沿用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的模式，建設(shè)成本高、臺(tái)站密度有限、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸量大。而對(duì)于能夠帶來(lái)較大災(zāi)害損失的大地震的應(yīng)急救援系統(tǒng)，所要觀測(cè)的地震信號(hào)幅度較大，對(duì)傳感器分辨率要求不高，但要盡量滿足成本低、體積小、功耗低、安裝簡(jiǎn)便、快速響應(yīng)等要求，便于組建高密度高精度的災(zāi)害速報(bào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0003]因此，本發(fā)明提出了一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)及方法，用于解決目前的地震災(zāi)害速報(bào)臺(tái)網(wǎng)系統(tǒng)存在的建設(shè)成本高、產(chǎn)出的震動(dòng)圖不夠精細(xì)、自動(dòng)化水平低等問題。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，包括地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心；
[0006]所述地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；
[0007]所述監(jiān)控中心，用于接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)一步，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀通過有線方式或GSM無(wú)線短信方式接入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0010]進(jìn)一步，所述各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)具體包括:實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地面震動(dòng)，進(jìn)行地震事件預(yù)判，若是地震事件，則根據(jù)內(nèi)嵌的地震信息實(shí)時(shí)處理算法，進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送地震動(dòng)參數(shù)。
[0011]這里，地震動(dòng)參數(shù)由監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)的地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分布式計(jì)算而獲得，監(jiān)測(cè)儀向監(jiān)控中心傳輸?shù)闹皇菙?shù)據(jù)量很小的地震動(dòng)參數(shù)，而不是大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，提高了傳輸效率，減輕了監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)，因而系統(tǒng)可靠性得以提高，并可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。
[0012]進(jìn)一步，所述監(jiān)控中心處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括:進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，并產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
[0013]進(jìn)一步，所述地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀包括地震傳感單元、ARM控制器、存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊和電源管理單元，且存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊和電源管理單元均與所述ARM控制器連接；
[0014]所述地震傳感單元，其連接所述ARM控制器，用于采集地面震動(dòng)信息，并將采集的地面震動(dòng)信息傳輸給所述ARM控制器；
[0015]所述ARM控制器，其連接所述地震傳感單元及所述存儲(chǔ)模塊，用于接收地面震動(dòng)信息，并將地面震動(dòng)信息實(shí)時(shí)傳輸至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；還用于根據(jù)實(shí)時(shí)采集的地面震動(dòng)信息計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)，并將獲得的地震動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)模塊；
[0016]所述存儲(chǔ)模塊，其連接所述ARM控制器，用于存儲(chǔ)地面震動(dòng)信息；
[0017]所述網(wǎng)絡(luò)模塊，其連接所述ARM控制器，用于有線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)和實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程下載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件；
[0018]所述GSM無(wú)線模塊，其連接所述ARM控制器，用于無(wú)線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)；
[0019]所述電源管理單元，其連接所述ARM控制器，用于將12V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V工作電壓和1.8V工作電壓。
[0020]進(jìn)一步,所述地震傳感單元采用三軸MEMS加速度計(jì)。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，包括以下步驟:
[0022]步驟1，構(gòu)建地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；
[0023]步驟2，監(jiān)控中心接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0024]進(jìn)一步，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀通過有線方式或GSM無(wú)線短信方式接入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0025]進(jìn)一步，步驟I中各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)具體包括:實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地面震動(dòng)，進(jìn)行地震事件預(yù)判，若是地震事件，則根據(jù)內(nèi)嵌的地震信息實(shí)時(shí)處理算法，進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送地震動(dòng)參數(shù)。
[0026]進(jìn)一步，步驟2中監(jiān)控中心處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括:進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，并產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明涉及的地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀采用了 MEMS加速度計(jì)為測(cè)震傳感器和ARM+Linux嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù),具有體積小、成本低、功耗低、一體化、智能化、響應(yīng)速度快、可靠性高的特點(diǎn)，其硬件功能相當(dāng)于集成了一個(gè)地震烈度速報(bào)臺(tái)站，安裝簡(jiǎn)便。本發(fā)明通過大量密集布設(shè)地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀而組建的地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其地震動(dòng)參數(shù)由各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀“分布式”計(jì)算，減輕了監(jiān)控中心的運(yùn)算負(fù)荷，監(jiān)控中心直接接收到地震動(dòng)參數(shù)，因此不必再進(jìn)行各臺(tái)站的實(shí)時(shí)波形的海量數(shù)據(jù)處理，可以快速得出震動(dòng)圖，提高了運(yùn)行效率，降低了對(duì)監(jiān)控中心硬件設(shè)施的要求，有利于節(jié)約設(shè)備投入。這種具有數(shù)據(jù)傳輸量小、分布式計(jì)算的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可靠性高，能夠快速產(chǎn)出高分辨率的精細(xì)震動(dòng)圖，能在應(yīng)用中取得很大社會(huì)效益，并節(jié)約社會(huì)資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明所述的快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所述地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)過程示意；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中所述電源管理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)采集與處理流程的示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)傳輸方式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0035]如圖1所示，本實(shí)施例給出了一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，包括地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，且各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀通過有線方式或GSM無(wú)線短信方式接入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0036]所述地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心。這里，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)具體包括:實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地面震動(dòng)，進(jìn)行地震事件預(yù)判，若是地震事件，則根據(jù)內(nèi)嵌的地震信息實(shí)時(shí)處理算法，進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送地震動(dòng)參數(shù)。
[0037]所述監(jiān)控中心，用于接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這里，監(jiān)控中心處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括:進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，并產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
[0038]對(duì)應(yīng)地，構(gòu)建該監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的步驟為:
[0039]步驟1，構(gòu)建地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；
[0040]步驟2，監(jiān)控中心接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0041]該構(gòu)建該監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的步驟涉及的具體實(shí)施過程中上述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)相同，這里不再多述。
[0042]如圖2所示，本實(shí)施例采用的地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀包括地震傳感單元、ARM控制器、存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊、電源管理單元和串口模塊，且存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊和電源管理單元均與所述ARM控制器連接。
[0043]所述地震傳感單元，其連接所述ARM控制器，用于采集地面震動(dòng)信息，并將采集的地面震動(dòng)信息傳輸給所述ARM控制器；
[0044]所述ARM控制器，其連接所述地震傳感單元及所述存儲(chǔ)模塊，用于接收地面震動(dòng)信息，并將地面震動(dòng)信息實(shí)時(shí)傳輸至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；還用于根據(jù)實(shí)時(shí)采集的地面震動(dòng)信息計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)，并將獲得的地震動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)模塊；
[0045]所述存儲(chǔ)模塊，其連接所述ARM控制器，用于存儲(chǔ)地面震動(dòng)信息；
[0046]所述網(wǎng)絡(luò)模塊，其連接所述ARM控制器，用于有線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)和實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程下載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件；
[0047]所述GSM無(wú)線模塊，其連接所述ARM控制器，用于無(wú)線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)；
[0048]所述電源管理單元，其連接所述ARM控制器，用于將12V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V工作電壓和1.8V工作電壓；
[0049]所述串口模塊，其連接所述ARM控制器，作為系統(tǒng)調(diào)試和程序下載端口。
[0050]為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、地震事件判別和地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算等數(shù)據(jù)處理、響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程多用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控和FTP數(shù)據(jù)文件下載等數(shù)據(jù)傳輸、以及儀器本地的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)管理等多任務(wù)處理，本實(shí)施例的系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)剪裁的Linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，采用多線程實(shí)現(xiàn)各功能模塊的多任務(wù)并行處理。
[0051]本實(shí)施例中，以型號(hào)為MMA8451Q的小型三軸MEMS加速度計(jì)為地震傳感單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集地面震動(dòng)信息，采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口由控制器讀入和處理。ARM控制器采用高性能低功耗的32位ARM嵌入式CPU為控制處理器，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍x器功能模塊。
[0052]另外，如圖3所示，所述存儲(chǔ)模塊包括三類存儲(chǔ)器，其中64MB SDRAM存儲(chǔ)器提供軟件系統(tǒng)的運(yùn)行空間，256MB Flash存儲(chǔ)器是操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的程序存儲(chǔ)空間，采集數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)于32GB的SD卡上。
[0053]如圖4所示，所述電源管理單元由充電鋰電池、充放電保護(hù)電路、充電管理電路、切換開關(guān)以及電源變換和穩(wěn)壓電路幾個(gè)部分組成。內(nèi)置的充電鋰電池在外部電源斷電時(shí)可向儀器應(yīng)急供電，續(xù)航能力大于24小時(shí)。充放電保護(hù)電路采用型號(hào)為S8232的充放電保護(hù)電路，具有充放電過程的過充電、過放電、以及過電流等電池保護(hù)功能，保護(hù)鋰電池在正常的工作狀態(tài)下。充電管理電路采用ASC8512的充電管理電路，對(duì)鋰電池的充放電過程進(jìn)行管理，指示電池的工作狀態(tài)，并具有溫度保護(hù)、最大充電時(shí)間限制、輸出短路等保護(hù)功能，在沒有外部電源輸入或外部電源輸入斷電或電壓過低的情況下，通過同切換開關(guān)的相組合自動(dòng)切換為內(nèi)置電池對(duì)系統(tǒng)供電。電源變換和穩(wěn)壓電路則把電壓轉(zhuǎn)換為儀器需要的3.3V穩(wěn)定電壓和1.8V工作電壓。
[0054]地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)采集與處理流程如圖5所示，傳感器實(shí)時(shí)采集地面震動(dòng)，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)按每小時(shí)一個(gè)文件長(zhǎng)度存入存儲(chǔ)模塊的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波形”目錄下，同時(shí)控制ARM控制器對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度判別是否有震動(dòng)事件。若是震動(dòng)事件則進(jìn)一步從震幅和持時(shí)等方面的處理預(yù)判是否是地震事件，如滿足觸發(fā)閥值則監(jiān)測(cè)儀確認(rèn)為地震事件，并把地震波形數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)模塊的“事件波形”目錄下，同時(shí)計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)。地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)也存入存儲(chǔ)模塊的“參數(shù)”目錄下，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心。
[0055]本實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)用于地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸，包括遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)波形監(jiān)控、FTP數(shù)據(jù)文件下載、地震動(dòng)參數(shù)傳輸、儀器狀態(tài)監(jiān)控以及對(duì)儀器的采集參數(shù)進(jìn)行配置等。如圖6所示，地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀采用有線和無(wú)線兩種傳輸方式，有線接入Internet鏈接穩(wěn)定，有可靠的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可用于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)波形監(jiān)控、FTP遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)文件下載等數(shù)據(jù)傳輸量大的鏈接；無(wú)線傳輸可以在不能通過有線網(wǎng)絡(luò)接入Internet的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和地震動(dòng)參數(shù)傳輸，特別是在特大地震來(lái)臨時(shí)，一般建筑物可能倒塌，民用供電線路也可能會(huì)中斷，有線/WIFI網(wǎng)絡(luò)線路就很難保證工作，但只要GSM基站不至損壞，就仍可通過無(wú)線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)，為震后應(yīng)急救援提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。
[0056]監(jiān)控中心用于通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作、下載地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、接收地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢測(cè)到地震事件時(shí)發(fā)送的地震動(dòng)參數(shù)，并進(jìn)一步進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
[0057]為了測(cè)試本實(shí)施例設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用效果，以在云南玉溪市架設(shè)了地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)為例，由23臺(tái)地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀組成，這些地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀架設(shè)在社區(qū)服務(wù)站、政府機(jī)關(guān)、學(xué)校等單位的樓梯間、雜物間、車庫(kù)等閑置房間或人為活動(dòng)較少的角落，通過短信方式發(fā)送數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心，發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容由記錄觸發(fā)時(shí)間、儀器架設(shè)點(diǎn)經(jīng)緯度(經(jīng)緯度數(shù)據(jù)是架設(shè)時(shí)由手持GPS測(cè)量并存入儀器配置文件)、地震動(dòng)參數(shù)幾個(gè)部分組成。地震動(dòng)參數(shù)對(duì)事件的判斷即事件觸發(fā)條件設(shè)置為震動(dòng)達(dá)到一定幅度且持續(xù)作用達(dá)到一定的時(shí)間長(zhǎng)度，以濾掉在實(shí)際中占大多數(shù)的短時(shí)脈沖型干擾噪聲，同時(shí)監(jiān)控中心再根據(jù)某一時(shí)間段內(nèi)報(bào)警儀器的數(shù)量及其空間分布等因素進(jìn)一步判斷是否是地震事件。通過一年多的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)表明，本實(shí)施例的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)方便，無(wú)須鋪設(shè)專用通信線路，觀測(cè)期間幾乎不需人工維護(hù)，觀測(cè)費(fèi)用低廉(僅需很少的短信通信費(fèi))，消耗電源也較小，且實(shí)驗(yàn)期間儀器工作穩(wěn)定可靠，便于推廣應(yīng)用。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，包括地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心； 所述地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心； 所述監(jiān)控中心，用于接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀通過有線方式或GSM無(wú)線短信方式接入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)具體包括:實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地面震動(dòng)，進(jìn)行地震事件預(yù)判，若是地震事件，則根據(jù)內(nèi)嵌的地震信息實(shí)時(shí)處理算法，進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送地震動(dòng)參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括:進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，并產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀包括地震傳感單元、ARM控制器、存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊和電源管理單元，且存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、GSM無(wú)線模塊和電源管理單元均與所述ARM控制器連接； 所述地震傳感單元，其連接所述ARM控制器，用于采集地面震動(dòng)信息，并將采集的地面震動(dòng)信息傳輸給所述ARM控制器； 所述ARM控制器，其連接所述地震傳感單元及所述存儲(chǔ)模塊，用于接收地面震動(dòng)信息，并將地面震動(dòng)信息實(shí)時(shí)傳輸至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；還用于根據(jù)實(shí)時(shí)采集的地面震動(dòng)信息計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)，并將獲得的地震動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)模塊； 所述存儲(chǔ)模塊，其連接所述ARM控制器，用于存儲(chǔ)地面震動(dòng)信息； 所述網(wǎng)絡(luò)模塊，其連接所述ARM控制器，用于有線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)和實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程下載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件； 所述GSM無(wú)線模塊，其連接所述ARM控制器，用于無(wú)線傳輸?shù)卣饎?dòng)參數(shù)； 所述電源管理單元，其連接所述ARM控制器，用于將12V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V工作電壓和1.8V工作電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述地震傳感單元采用三軸MEMS加速度計(jì)。
7.一種快速獲取地震動(dòng)參數(shù)分布的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，構(gòu)建地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中密集布設(shè)有若干地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)，并將獲取的地震動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心； 步驟2，監(jiān)控中心接收并處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地震動(dòng)參數(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，其特征在于，各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀通過有線方式或GSM無(wú)線短信方式接入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，其特征在于，步驟I中各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀分別用于采集并計(jì)算各自監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地震動(dòng)參數(shù)具體包括:實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地面震動(dòng)，進(jìn)行地震事件預(yù)判，若是地震事件，則根據(jù)內(nèi)嵌的地震信息實(shí)時(shí)處理算法，進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送地震動(dòng)參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，其特征在于，步驟2中監(jiān)控中心處理各地震動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括:進(jìn)行地震事件判別和發(fā)出警報(bào)，并產(chǎn)生高分辨率震動(dòng)圖。
【文檔編號(hào)】G01V1/00GK104166155SQ201410361043
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】胡星星, 高孟潭, 滕云田, 李彩華, 范曉勇, 盧紅婭 申請(qǐng)人:中國(guó)地震局地球物理研究所