CN108761527A - 一种基于gem-90f磁力仪的通信系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地震监测仪器领域，尤其涉及一种基于GEM‑90F磁力仪的通信系统和方法，包括分别与中央处理器电连接的网口、磁力仪串口、控制台串口、GPS串口、电源模块和状态指示灯，GPS模块电连接于GPS串口，本发明通过控制与数据服务单元实现对GSM－90F磁力仪的控制与地震前兆管理系统的服务响应，通过处理后的数据格式与地震前兆管理系统的数据格式兼容，提供地震前兆管理系统所需要的各种服务，可以直接应用于地震前兆观测网络。

Description

一种基于GEM-90F磁力仪的通信系统和方法

技术领域

本发明涉及地震监测仪器领域，尤其涉及一种基于GEM-90F磁力仪的通信系统和方法。

背景技术

地震监测是指在地震发生前后，对地震前兆异常和地震活动的监视、测量。加拿大GEM公司是专门研发和生产磁力仪的专业公司，已有近四十年历史。其生产的磁力仪被公认为磁力仪的标准系列。GSM-90F是一款专门用于地磁台站地磁场总强度观测的仪器，为了延长仪器使用寿命、降低功耗，仪器没有配置显示屏和存储器，需要和电脑连接，并在电脑上对仪器进行操作，仪器也会将采集到的数据直接上传至电脑。

GSM-90F磁力仪的绝对精度高达0.2nT，长期漂移仅为0.05nT/年，因此在地震前兆观测，火山长期监测等众多领域的应用效果极佳。GSM-90F磁力仪广泛应用于观测台等众多领域。中国地震局地震观测台网已配置60多台这种磁力仪用于监测地震前兆。日本的地震台和世界的火山预报台也广泛应用GSM-90F磁力仪。

但其数据格式与地震前兆管理系统数据格式不兼容，且不能提供地震前兆管理系统所需的各种服务，不能直接应用于地震前兆观测网络。故需要研制一种控制与数据服务的通信系统和方法来实现对GSM－90F磁力仪的控制与地震前兆管理系统的服务响应。

发明内容

本发明提供了一种控制与数据服务的通信系统和方法来实现对GSM－90F磁力仪的控制与地震前兆管理系统的服务响应。

本发明提供了一种基于GEM-90F磁力仪的通信系统，包括：

中央处理器，用于接收并处理系统内的电信号并控制系统内其他模块进行工作；

网口，用于连接地震信息网并进行地震信息网和所述中央处理器之间的电信号传输；

磁力仪串口，用于连接GSM-90F磁力仪并进行所述GSM90-F磁力仪和所述中央处理器之间的电信号传输；

控制台串口，用于连接控制台调试端口并进行控制台和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS串口，用于连接GPS接收模块并进行所述GPS接收模块和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS模块，用于外接GPS接收天线并接收GPS天线发送的电信号并进行GPS电信号的初步处理；

电源，用于通信系统的供电；

状态指示灯，用于显示电源状态、网络连接状态和各串口连接状态；

所述网口、所述磁力仪串口、所述控制台串口、所述GPS串口、所述电源模块和所述状态指示灯分别电连接于所述中央处理器，所述GPS模块电连接于所述GPS串口。

进一步地，所述GPS模块包括：

GPS校时模块，用于对系统进行周期性的校时以保证系统的时钟误差不超过1秒，保证系统时钟的稳定性；

进一步地，所述中央处理器的型号为：ARM9G10。

进一步地，所述GPS模块的型号为：GR87。

一种基于GEM-90F磁力仪的通信方法，包括：

系统通电后，启动TELNET与FTP服务程序；

校验MAC地址是否合法，若不合法则系统退出，若合法则进行系统初始化；

初始化完成后，启动数据服务线程，等待地震信息网的指令请求信息；

进入数据处理的程序流程。

进一步地，所述数据服务线程包括：

打开指定的socket端口进行监听，当有连接接入时判断当前连接的个数，系统限制同时服务连接数为5个，超过5个连接则等待；

当连接数不超限时，接收连接来的指令信息并解析指令，根据相应的指令格式进行任务散转，任务执行完后，关闭连接并退出。

进一步地，所述数据处理的程序流程包括：

记录启动日志；

打开数据串口并初始化数据区；

启动数据接收线程，进行数据的接收与解析；

启动秒定时器，建立并启动定时任务。

进一步地，所述数据接收线程包括：

初始化数据变量；

测试并判断磁力仪串口是否打开，若判断结果为未打开则开启磁力仪串口并重新做一次测试和判断，若判断结果为磁力仪串口已经打开则设置500ms的延迟；

通过磁力仪串口接收GSM-90F的数据并填充环形缓冲形成持续接收过程。

进一步地，所述定时任务包括：

通过读取环形缓冲器内的数据，判断是否含每条数据的结束标志“换行符”，若无此标志则退出此次定时任务，若含此标志则解析数据；

移动当前数据指针后，写实时数据管道；

更新内存的最近5分钟数据，以随时响应地震前兆管理系统对当前数据的请求，写临时二进制文件并退出。

本发明的有益效果为：

本发明通过控制与数据服务单元实现对GSM－90F磁力仪的控制与地震前兆管理系统的服务响应，通过处理后的数据格式与地震前兆管理系统的数据格式兼容，提供地震前兆管理系统所需要的各种服务，可以直接应用于地震前兆观测网络。

附图说明

图1为本发明的电路连接示意图；

图2为本发明的流程图。

图3为本发明数据服务线程的流程图。

图4为本发明数据程序处理的流程图。

图5为本发明数据接收线程的流程图。

图6为本发明定时任务的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种基于GEM-90F磁力仪的通信系统，包括：

中央处理器，用于接收并处理系统内的电信号并控制系统内其他模块进行工作；

网口，用于连接地震信息网并进行地震信息网和所述中央处理器之间的电信号传输；

磁力仪串口，用于连接GSM-90F磁力仪并进行所述GSM90-F磁力仪和所述中央处理器之间的电信号传输；

控制台串口，用于连接控制台调试端口并进行控制台和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS串口，用于连接GPS接收模块并进行所述GPS接收模块和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS模块，用于外接GPS接收天线并接收GPS天线发送的电信号并进行GPS电信号的初步处理；

电源，用于通信系统的供电；

状态指示灯，用于显示电源状态、网络连接状态和各串口连接状态；

所述网口、所述磁力仪串口、所述控制台串口、所述GPS串口、所述电源模块和所述状态指示灯分别电连接于所述中央处理器，所述GPS模块电连接于所述GPS串口。

进一步地，所述GPS模块包括：

GPS校时模块，用于对系统进行周期性的校时以保证系统的时钟误差不超过1秒，保证系统时钟的稳定性；

进一步地，所述中央处理器的型号为：ARM9G10。

进一步地，所述GPS模块的型号为：GR87。

系统的主要功能是实现对GSM90磁力仪的数据解析并提供对地震前兆管理系统的响应服务。对外接口包括与地震前兆管理系统的接口、与GPS天线的接口、与GSM90磁力仪的接口以及与客户的人机交互接口(WEB)。通过与GSM90磁力仪的接口实现对其数据接收、解析、存储；通过与GPS天线的接口实现GPS的自动定时校时，同时实现定时生成前1天与当天“十五”规程数据；通过与客户的人机交互(WEB页面)实现对通信单元的远程控制、查询、下载等功能；通过与地震前兆管理系统的接口可实现GSM90磁力仪的设备入网与数据入网。

如图2所示，本发明提供了一种基于GEM-90F磁力仪的通信方法，包括：

系统通电后，启动TELNET与FTP服务程序；

校验MAC地址是否合法，若不合法则系统推出，若合法则进行系统初始化；

初始化完成后，启动数据服务线程，等待地震信息网的指令请求信息；

进入数据处理的程序流程。

进一步地，如图3所示，所述数据服务线程包括：

打开指定的socket端口进行监听，当有连接接入时判断当前连接的个数，系统限制同时服务连接数为5个，超过5个连接则等待；

当连接数不超限时，接收连接来的指令信息并解析指令，根据相应的指令格式进行任务散转，任务执行完后，关闭连接并退出。

进一步地，如图4所示，所述数据处理的程序流程包括：

记录启动日志；

打开数据串口并初始化数据区；

启动数据接收线程，进行数据的接收与解析；

启动秒定时器，建立并启动定时任务。

进一步地，如图5所示，所述数据接收线程包括：

初始化数据变量；

测试并判断磁力仪串口是否打开，若判断结果为未打开则开启磁力仪串口并重新做一次测试和判断，若判断结果为磁力仪串口已经打开则设置500ms的延迟；

通过磁力仪串口接收GSM-90F的数据并填充环形缓冲形成持续接收过程。

进一步地，如图6所示，所述定时任务包括：

通过读取环形缓冲器内的数据，判断是否含每条数据的结束标志“换行符”，若无此标志则退出此次定时任务，若含此标志则解析数据；

移动当前数据指针后，写实时数据管道；

更新内存的最近5分钟数据，以随时响应地震前兆管理系统对当前数据的请求，写临时二进制文件并退出。

定时任务的作用是每秒启动数据解析任务，而且每天零时零分零秒检查串口是否正常，若不正常，则重新初始化，保证系统的工作正常。

本发明的有益效果为：

本发明通过控制与数据服务单元实现对GSM－90F磁力仪的控制与地震前兆管理系统的服务响应，通过处理后的数据格式与地震前兆管理系统的数据格式兼容，提供地震前兆管理系统所需要的各种服务，可以直接应用与地震前兆观测网络，

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于GEM-90F磁力仪的通信系统，其特征在于，包括：

中央处理器，用于接收并处理系统内的电信号并控制系统内其他模块进行工作；

网口，用于连接地震信息网并进行地震信息网和所述中央处理器之间的电信号传输；

磁力仪串口，用于连接GSM-90F磁力仪并进行所述GSM90-F磁力仪和所述中央处理器之间的电信号传输；

控制台串口，用于连接控制台调试端口并进行控制台和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS串口，用于连接GPS接收模块并进行所述GPS接收模块和所述中央处理器之间的电信号传输；

GPS模块，用于外接GPS接收天线并接收GPS天线发送的电信号并进行GPS电信号的初步处理；

电源，用于通信系统的供电；

状态指示灯，用于显示电源状态、网络连接状态和各串口连接状态；

所述网口、所述磁力仪串口、所述控制台串口、所述GPS串口、所述电源模块和所述状态指示灯分别电连接于所述中央处理器，所述GPS模块电连接于所述GPS串口。

2.根据权利要求1所述的基于GEM-90F磁力仪的通信系统，其特征在于，所述GPS模块包括：

GPS校时模块，用于对系统进行周期性的校时以保证系统的时钟误差不超过1秒，确保系统时钟的稳定性。

3.根据权利要求1所述的基于GEM-90F磁力仪的通信系统，其特征在于，所述中央处理器的型号为：ARM9G10。

4.根据权利要求1所述的基于GEM-90F磁力仪的通信系统，其特征在于，所述GPS模块的型号为：GR87。

5.一种基于GEM-90F磁力仪的通信方法，其特征在于，包括：

系统通电后，启动TELNET与FTP服务程序；

校验MAC地址是否合法，若不合法则系统退出，若合法则进行系统初始化；

初始化完成后，启动数据服务线程，等待地震信息网的指令请求信息；

进入数据处理的程序流程。

6.根据权利要求5所述的基于GEM-90F磁力仪的通信方法，其特征在于，所述数据服务线程包括：

打开指定的socket端口进行监听，当有连接接入时判断当前连接的个数，系统限制同时服务连接数为5个，超过5个连接则等待；

当连接数不超限时，接收连接来的指令信息并解析指令，根据相应的指令格式进行任务散转，任务执行完后，关闭连接并退出。

7.根据权利要求6所述的基于GEM-90F磁力仪的通信方法，其特征在于，所述数据处理的程序流程包括：

记录启动日志；

打开数据串口并初始化数据区；

启动数据接收线程，进行数据的接收与解析；

启动秒定时器，建立并启动定时任务。

8.根据权利要求7所述的基于GEM-90F磁力仪的通信方法，其特征在于，所述数据接收线程包括：

初始化数据变量；

测试并判断磁力仪串口是否打开，若判断结果为未打开则开启磁力仪串口并重新做一次测试和判断，若判断结果为磁力仪串口已经打开则设置500ms的延迟；

通过磁力仪串口接收GSM-90F的数据并填充环形缓冲形成持续接收过程。

9.根据权利要求8所述的基于GEM-90F磁力仪的通信方法，其特征在于，所述定时任务包括：

通过读取环形缓冲器内的数据，判断是否含每条数据的结束标志“换行符”，若无此标志则退出此次定时任务，若含此标志则解析数据；

移动当前数据指针后，写实时数据管道；

更新内存的最近5分钟数据，以随时响应地震前兆管理系统对当前数据的请求，写临时二进制文件并退出。