专利名称：地震信号处理仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地震预警装置领域，具体为一种地震信号处理仪。
背景技术：
当前地壳板块进入活跃期，造成地震频发、人心惶惶，通过有关部门分析，造成地震主要灾害的是S波。现有技术的地震预警装置预警效果较差，无法有力地保障人们的人身安全和财产安全。

实用新型内容本实用新型目的是提供一种地震信号处理仪，利用地震发生时P波与S波之间的传播速度差，以实现地震预警。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为地震信号处理仪，所述地震报警器包括有控制单元、传感器单元、数据存储器单元、寄存器单元、显示单元、按键设定单元、声报警单元、光报警单元，所述控制单元包括型号为AT89C4051的单片机，所述单片机的XTALl引脚、XTAL2引脚之间接有晶振电路，VPP引脚通过电阻接地，VPP引脚还通过电容接外部电源，GND引脚接地，单片机VCC引脚接外部+5V电源，Pl. 1引脚、P3. 7引脚之间接有串联的两个电阻，且两个串联电阻之间通过电容接地，单片机P3. 7引脚还通过电阻接外部电源；所述传感器单元包括型号为MMA7260Q的三轴的加速度传感器，所述加速度传感器的g-klectl引脚、g-Select2引脚分别接入一个型号为SW-DIP-4的编码开关；加速度传感器的VSS引脚、N/C引脚全部接地，VDD引脚接入一个3. 3V的HT7533稳压芯片中，所述HT7533稳压芯片接外部+5V电源，加速度传感器的hut引脚通过两个串联的电阻接入单片机的Pl. 0引脚，且hut引脚上两个串联电阻之间、电阻与单片机的Pl. 0引脚之间还分别通过电容接地；所述数据存储器单元包括型号为ATMC02的I存储器，所述存储器的AO引脚、VCC引脚分别接外部+5V电源，Al引脚、A2引脚、GND引脚分别接地，存储器的WP引脚、SCL引脚、SDA引脚分别与单片机的P3. 2引脚、P3. 4引脚、P3. 3引脚一一对应连接；所述移位寄存器单元包括型号为74HC164的移位寄存器，所述移位寄存器的VCC引脚通过一个T431稳压芯片接外部+5V电源，移位寄存器的A、B引脚与单片机的P3. 0引脚连接，END引脚接地，移位寄存器的CLK引脚与单片机的P3. 1引脚连接，CLK引脚还通过电容接地，移位寄存器的MR引脚接高电平；所述显示单元包括共阴数码管，所述共阴数码管的第一引脚与移位寄存器的Q3引脚、第二引脚与移位寄存器的Q4引脚、第三引脚与移位寄存器的QO引脚、第四引脚与移位寄存器的Q5引脚、第五引脚与移位寄存器的Ql引脚、第七引脚与移位寄存器的Q6引脚、第十引脚与移位寄存器的Q2引脚、第十一引脚与移位寄存器的Q7引脚分别连接；所述按键设定单元包括三个一端并联的按键，按键的并联端接入单片机的Pl. 2引脚，三个按键非并联端分别与单片机的Pl. 7引脚、Pl. 6引脚、Pl. 5引脚一一连接；所述声报警单元包括有两个发射极分别接地的三极管、蜂鸣器，其中第一个三极管的基极通过电阻与单片机的P3. 5引脚连接，且第一个三极管的基极、集电极分别通过电阻接外部电源，第二个三极管基极与第一个三极管的集电极连接，第二个三极管的集电极接入蜂鸣器接线端；所述光报警单元包括两个阴极并联的发光二极管，两个发光二极管的阴极并联端与单片机的Pl. 3引脚连接。两个发光二极管的阳极端与移位寄存器的Q2引脚、Ql引脚连接。本实用新型利用地震发生时P波与S波之间的传播“速度差”，以及地震发生后P波和S波传递到人口密集的城市中的“时间差”来进行预警的。本实用新型能够有效地实现地震预警，提高了对于地震灾害的应急预警能力。

图1为本实用新型地震信号控制单元电路原理图。图2为本实用新型地震传感器单元电路原理图。图3为本实用新型数据存储器单元电路原理图。图4为本实用新型移位寄存器单元电路原理图。图5为本实用新型显示单元电路原理图。图6为本实用新型按键设定单元电路原理图。图7为本实用新型声报警单元电路原理图。图8为本实用新型光报警单元电路原理图。
具体实施方式
地震报警器包括有地震信号控制单元、传感器单元、数据存储单元、移位寄存器单元、显示单元、按键设定单元、声报警单元、光报警单元。如图1所示。地震信号控制单元二包括型号为AT89C4051的单片机U11，单片机Ull的XTALl引脚、XTAL2引脚之间接有晶振电路，VPP引脚通过电阻ROl接地，VPP引脚还通过电容CEOl接外部电源VCC，GND引脚接地，单片机Ull的VCC引脚接外部电源+5V ；如图2所示。传感器单元包括型号为MMA7^0Q的三轴的加速度传感器U15，加速度传感器U15的g-klectl引脚、g-SeleCt2引脚分别接入一个型号为SW-DIP-4的编码开关Sll ；加速度传感器U15的VSS引脚、N/C引脚全部接地，VDD引脚接入一个3. 3V的HT7533稳压芯片中，HT7533稳压芯片接外部+5V电源，加速度传感器U15的hut引脚通过两个串联的电阻R08、R09接入单片机Ull的P1.0引脚，且hut引脚上两个串联电阻R08、R09之间、电阻R09与单片机Ull的Pl. 0引脚之间还分别通过电容CE03、C06接地；如图3所示。数据存储器单元包括型号为ATMC02的I存储器U12，存储器U12的AO引脚、VCC引脚分别接外部+5V电源，Al引脚、A2引脚、GND引脚分别接地，存储器U12的WP引脚、SCL引脚、SDA引脚分别与单片机Ull的P3. 2引脚、P3. 4引脚、P3. 3引脚一一对应连接；如图4所示。移位寄存器单元包括型号为74HC164的移位寄存器U13，移位寄存器U13的VCC引脚通过一个T431稳压芯片接外部+5V电源，移位寄存器U13的A、B引脚与单片机Ull的P3.0引脚连接，END引脚接地，移位寄存器U13的CLK引脚与单片机Ull的P3. 1引脚连接，CLK引脚还通过电容C05接地，移位寄存器U13的MR引脚接高电平；如图5所示。显示单元包括共阴数码管，共阴数码管的第一引脚与移位寄存器的Q3引脚、第二引脚与移位寄存器的Q4引脚、第三引脚与移位寄存器的QO引脚、第四引脚与移位寄存器的Q5引脚、第五引脚与移位寄存器的Ql引脚、第七引脚与移位寄存器的Q6引脚、第十引脚与移位寄存器的Q2引脚、第十一引脚与移位寄存器的Q7引脚分别连接；如图6所示。按键设定单元包括三个一端并联的按键Si、S2、S3，按键Si、S2、S3的并联端接入单片机Ull的Pl. 2引脚，三个按键Si、S2、S3非并联端分别与单片机Ull的Pl. 7引脚、Pl. 6引脚、Pl. 5引脚一一连接；如图7所示。声报警单元包括有两个发射极分别接地的三极管Q01、Q02、蜂鸣器LS，其中第一个三极管QOl的基极通过电阻R12与单片机Ull的P3. 5引脚连接，且第一个三极管QOl的基极、集电极分别通过电阻R10、R11接外部电源，第二个三极管Q02基极与第一个三极管QOl的集电极连接，第二个三极管Q02的集电极接入蜂鸣器LS接线端；如图8所示。光报警单元包括两个阴极并联的发光二极管LD1、LD2，两个发光二极管LD1、LD2的阴极并联端与单片机Ull的Pl. 3引脚连接。两个发光二极管LD1、LD2的阳极端与移位寄存器U13的Q2引脚、Ql引脚连接。本实用新型选用目前市场上集成度最高的飞思卡尔MMA7^0Q三轴(X轴、Y轴、Z轴)加速传感器，此加速传感器可用来侦测χ、γ、ζ轴方向的加速度，以类比电压来表示所侦测的加速度的大小，在IC内部主要由双芯片构成，即重力感测单元(负责加速度的侦测)与控制IC单元(负责信号处理)。X轴或Z轴的重力检测单元将检测到的加速度变化量信号送到电荷积分器做积分运算，而后进行取样、保持及信号放大处理，最后用低通滤波器滤除高频噪音，在温度补偿处理后即可输出加速度信息。此输出的类比电压与侦测的加速度值会维持线性比例的特性，不会受到温度的影响。根据加速传感器的典型角度响应线型可知，在0度范围，倾斜角与电压呈线性变化。而在90度范围，倾斜角与电压则呈现饱和情况。因此在安装加速传感器时必需确保Z轴与地面垂直。当传感器检测到大地震动的P波时，在Z out脚上产生1.65V上下波动的电压，单片机采集到此数据后进行逻辑运算处理，输出到数码管上显示震级多少，并判断是否需要进行报警等处理等。此地震报警电子处理仪可以根据需要修改存储器内的报警等级。
权利要求1.地震信号处理仪，所述地震报警器包括有控制单元、传感器单元、数据存储器单元、移位寄存器单元、显示单元、按键设定单元、声报警单元、光报警单元，所述控制单元包括型号为AT89C4051的单片机，所述单片机的XTALl引脚、XTAL2引脚之间接有晶振电路，VPP引脚通过电阻接地，VPP引脚还通过电容接外部电源，GND引脚接地，单片机VCC引脚接外部+5V电源，Pl. 1引脚、P3. 7引脚之间接有串联的两个电阻，且两个串联电阻之间通过电容接地，单片机P3. 7引脚还通过电阻接外部电源；所述传感器单元包括型号为MMA7260Q的三轴的加速度传感器，所述加速度传感器的g-klectl引脚、g-SeleCt2引脚分别接入一个型号为SW-DIP-4的编码开关；加速度传感器的VSS引脚、N/C引脚全部接地，VDD引脚接入一个3. 3V的HT7533稳压芯片中，所述HT7533稳压芯片接外部+5V电源，加速度传感器的hut引脚通过两个串联的电阻接入单片机的Pl. 0引脚，且化此引脚上两个串联电阻之间、电阻与单片机的Pl. 0引脚之间还分别通过电容接地；所述数据存储器单元包括型号为ATMC02的I存储器，所述存储器的AO引脚、VCC引脚分别接外部+5V电源，Al引脚、A2引脚、GND引脚分别接地，存储器的WP引脚、SCL引脚、SDA引脚分别与单片机的P3. 2引脚、P3. 4引脚、P3. 3引脚一一对应连接；所述移位寄存器单元包括型号为74HC164的移位寄存器，所述移位寄存器的VCC引脚通过一个T431稳压芯片接外部+5V电源，移位寄存器的A、B引脚与单片机的P3. 0引脚连接，END引脚接地，移位寄存器的CLK引脚与单片机的P3. 1引脚连接，CLK引脚还通过电容接地，移位寄存器的MR引脚接高电平；所述显示单元包括共阴数码管，所述共阴数码管的第一引脚与移位寄存器的Q3引脚、第二引脚与移位寄存器的Q4引脚、第三引脚与移位寄存器的QO引脚、第四引脚与移位寄存器的Q5引脚、第五引脚与移位寄存器的Ql弓丨脚、第七引脚与移位寄存器的Q6引脚、第十引脚与移位寄存器的Q2引脚、第十一引脚与移位寄存器的Q7引脚分别连接；所述按键设定单元包括三个一端并联的按键，按键的并联端接入单片机的Pl. 2引脚，三个按键非并联端分别与单片机的Pl. 7引脚、Pl. 6引脚、Pl. 5引脚一一连接；所述声报警单元包括有两个发射极分别接地的三极管、蜂鸣器，其中第一个三极管的基极通过电阻与单片机的P3. 5引脚连接，且第一个三极管的基极、集电极分别通过电阻接外部电源，第二个三极管基极与第一个三极管的集电极连接，第二个三极管的集电极接入蜂鸣器接线端；所述光报警单元包括两个阴极并联的发光二极管，两个发光二极管的阴极并联端与单片机的Pl. 3引脚连接，两个发光二极管的阳极端与移位寄存器的Q2引脚、Ql引脚连接。
专利摘要本实用新型公开了一种地震信号处理仪，地震报警器包括有地震信号控制单元，以及接入控制单元的传感器单元、数据存储单元、移位寄存器单元、显示单元、按键设定单元、声报警单元、光报警单元。本实用新型利用地震发生时P波与S波之间的传播“速度差”，以及地震发生后P波和S波传递到人口密集的城市中的“时间差”来进行预警的。本实用新型能够有效地实现地震预警，提高了对于地震灾害的应急预警能力。
文档编号G01V1/28GK202159146SQ20112022301
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者李祖军, 梁秀沧, 罗来伟 申请人:六安天时节能科技服务有限公司