专利名称：地震动强度实时监测预警计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地震动强度实时监测预警装置。尤其是能够三分向(南北、
东西、垂直)对震动信息实时监测显示，由程序控制智能化地采集震动信息、滤波、分析、判 断加速度大小，当震动达到预置的地震加速度时能够声光同时报警。
背景技术：
目前，公知的地震预警器是由机械触发器、或单向(垂直向)电磁传感器、控制器、 报警模块、灯光组成。当地震发生后，机械触发器或单向传感器检测到地震纵波(P波)触 发声光同时报警。 一般预警器报警灵敏度采用机械调节或由可变电阻调节，没有数字概念， 对震动触发频率不能进行有效的滤波，容易造成误触发、误报、漏报，存在小震动或小地震 误报警的问题，以及功能单一，实用性不强的现状。

发明内容为了克服现有的地震预警器采用单向传感器，报警灵敏度用机械调节或由可变电 阻调节，没有数字的概念，对震动频率不能进行有效的滤波，容易造成误触发、误报、漏报， 存在小震动或小地震误报警的问题，以及功能单一，实用性不强的不足。 本实用新型提供一种地震动强度实时监测预警计，该预警计采用现代计算机技术 与集成电路数字技术，三分向加速度传感器、微控制器、液晶显示屏、报警模块一体化设计， 充分发挥微控制器(单板机)的强大功能，在单板机里固化程序。三分向加速度传感器检 测到(南北、东西、垂直)震动信息后，由程序控制自动采集，将采集的模拟量震动信息送入 单板机转换为数字，再进行滤波、分析、判断其加速度大小，当震动达到预置的地震加速度 阈值时能声光同时报警。实时监测的物理量为地震加速度，触发灵敏度以加速度值设置，可 根据触发加速度值的需要任意设置，精度很高。触发频率用数字技术进行有效滤波，防止其 它高频震动造成误触发。增加了液晶显示屏，能实时显示直观看到地震动加速度波形。增 加了地震30秒后计算南北、东西、垂直三个方向地震最大加速度值并液晶屏显示，新增了 计算地震参考烈度并液晶屏显示。新增了地震日志，可以储存每次报警的日期、时间、三个 方向最大加速度值、地震参考烈度，以便查阅。新增了具有普及地震常识的电子书。新增了 环境温度显示。新增了电子日历、时间。实现了多功能和实用性强的特点。 地震动强度实时监测预警计，可以实时三分向监测地震，其主要元器件包括三分 向传感器、单片机模块、液晶显示模块、电源模块、报警模块、存储地震知识电子书的固态存 储器、3个高亮度发光二极管以及RS-232接口 。三分向加速度传感器检测到震动信号后采 集输入单片机模块，实现D/A与A/D模数转换，然后输出给液晶显示模块，当震动强度达到 加速度阈值时单片机模块输出给报警模块和灯光，地震时三个方向最大加速度值、地震参 考烈度由单片机模块输出给液晶显示模块，单板机内置的日历、时钟、温度输出给液晶显示 模块。 采用三轴向微功耗加速度传感器、微控制系统、液晶显示屏、语音电子书模块、报警模块、灯光、温度、电源模块、与计算机数据通讯RS-232 —体化设计。采用单片机为核心 的硬件，用固化软件实现系统逻辑控制，用RAM作为数据的存储介质，用PC机完成触发加速 度值的设置。传感器采集到信号送入单片机实现A/D转换D/A转换、数据储存、通讯、实现 报警信息的计算、分析、判断。实时震动波形液晶显示，计算的最大加速度值显示、地震烈度 计算结果的显示、控制声光报警信息、语音电子书、精确时钟、温度都由单片机控制与实现。 具体主要元器件和功能为 1、传感器模块传感器是三分向加速度传感器，其检测、采集信号输出为模拟信 号，需进行A/D、D/A转换后才能进行数据处理，采用微控制器芯片内部的A/D模块实现模数 转换。 2、单片机模块产品的核心控制器为32位微控制器。由传感器采集的信号送入单
片机，进行D/A与A/D转换、数据储存、通讯、实现报警信息的计算、滤波、分析、判断。实时
触发波形的液晶显示、分析和计算峰值加速度值的显示、地震烈度计算结果的显示、控制声
光报警信息、精确时钟、温度都由单片机控制与实现的。 3、液晶显示模块采用128*64的液晶显示屏完成显示内容。4、电源模块采用3. 7V锂电，平时由220V浮充电源充电，以确保停电后36小时的用电。 5、报警模块采用警声。 6、语音采用固态存储器存储电子书播放地震知识。
7、灯光采用3个高亮度发光二极管，夜晚地震时可以提供照明。
8、微控制器软件本系统采用C语言开发测控程序，所有程序采用模块化设计。 本实用新型的有益效果是，可以实时三分向监测地震，由程序控制自动采集、滤
波、分析、判断震动加速度大小，触发灵敏度以加速度值设置，对震动触发频率进行有效数
字滤波，当震动达到预置的地震加速度阈值时能声光报警，而且液晶屏能直观显示出地震
动加速度波形，地震30秒后计算出南北、东西、垂直三个方向地震最大加速度并计算出地
震参考烈度，由液晶屏显示，具有地震触发日志，可查阅和显示触发信息，播放地震知识的
电子书作用。还具有环境温度、日历、时间显示。

图1、本实用新型地震动强度实时监测预警计电路原理图 图2、液晶屏显示实时监测图 图3、液晶屏显示三个方向最大加速度值与地震参考烈度图 图4、计算机通讯后实现触发阈值、记录保存设定 图1中三分向加速度传感器1，微控制器2，液晶显示屏3，电源输入4，报警模块5， 语音模块6，灯光输出7， RS-232串行口 8，稳压模块9。
具体实施方式图1中三分向加速度传感器1，集成了内置信号自动放大、滤波功能，检测到震动 信号后采集以模拟信号送入微控制器2，实现D/A与A/D模数转换、数据储存、实现报警信息 的计算、分析、判断。由液晶屏3，显示，实时波形液晶屏显示见图2。当震动强度达到预设的加速度阈值时由报警模块5，和灯光7，输出实现声光报警。地震后，计算三个方向(南北 向、东西向、垂直向)最大加速度值、地震参考烈度由液晶屏3，显示见图3。由语音模块6， 实现地震知识播报。由RS-232串行口8，与计算机连接后的触发阈值设定和记录存储。由 微控制器2，内置的日历、时钟、温度计由液晶屏3，显示，实现日历、时钟、温度的显示。 图2中液晶显示屏3，显示实时震动波形。 图3中液晶显示屏3，显示三分向加速度最大值、地震参考烈度。 图4中RS-232串行口 8，与计算机连接后，实现触发阈值设置和记录保存设置。
权利要求一种地震动强度实时监测预警计，其特征在于预警计的主要元器件包括三分向加速度传感器、单片机模块、液晶显示模块、电源模块、报警模块、存储地震知识电子书的固态存储器、3个高亮度发光二极管以及RS-232接口，三分向加速度传感器检测到震动信号后采集输入单片机模块，实现D/A与A/D模数转换，然后输出给液晶显示模块，当震动强度达到加速度阈值时单片机模块输出给报警模块和灯光，地震时三个方向最大加速度值、地震参考烈度由单片机模块输出给液晶显示模块，单片机内置的日历、时钟、温度输出给液晶显示模块。
专利摘要本实用新型是一种能够自动采集、分析、判断地震动强度的实时监测预警计。它是以三分向加速度传感器、微控制器、液晶显示屏、报警模块、计算机数据通讯RS-23的一体化设计。采用单片机为核心的硬件，充分发挥微控制器的强大功能，用单板机固化软件实现系统逻辑控制用，RAM作为数据的存储介质，用PC机完成触发值的设置。传感器采集到信号送入单片机实现A/D转换D/A模数转换、数据储存、通讯、实现报警信息的计算、滤波、分析、判断。实时震动波形液晶屏显示、分析和计算三方向最大加速度值的液晶屏显示、地震烈度计算的结果液晶屏显示、控制声光报警信息、语音电子书、精确时钟、温度都由单片机控制与实现。
文档编号G01V1/18GK201527479SQ200920146319
公开日2010年7月14日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者吕桂林, 吕瑞瑞, 武金涛 申请人:吕桂林;武金涛;吕瑞瑞