CN112837511A - 一种短周期地震台非正常状态报警系统及短周期地震台 - Google Patents

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吕庆田
严加永
史大年
刘振东
徐志伍
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Abstract

本发明公开了一种短周期地震台非正常状态报警系统及短周期地震台，属于地震学数据采集领域，包括无线通讯网络平台，该平台包括无线通讯单元、GPS单元、电源单元、电压单元和判断单元；GPS单元用于读取短周期地震台站GPS差分后坐标信息并发送给判断单元；电压单元用于读取工作电压并发送给判断单元；电压判断单元用于判断电压单元读取的电压是否超过阈值或是否为零并生成相应报警报文；坐标判断单元用于判断坐标信息是否变化并确定新的坐标信息；无线通讯单元用于接收判断单元传送信息并传输到终端。本发明可以节约大量的时间及人力成本，在一定程度上降低了人员在野外出行的次数，同时提高了野外工作的安全性。

Description

一种短周期地震台非正常状态报警系统及短周期地震台
技术领域
本发明涉及地震学数据采集领域，尤其涉及一种短周期地震台非正常状态报警系统及短周期地震台。
背景技术
现阶段，短周期地震台站与宽频地震台站相比，具有单台价格较低，体积较小，布设周期相对较短，台站间距较近，布设数量较大，布设费用较少，布设步骤简单，数据量丰富等优点。短周期固定台站与传统石油工业检波器相比，具有无缆，携带方便，可自定位等特性，在平原，山地，丘陵等地形中大显身手。短周期地震台站以其自身优势在地球动力学基础科学研究中以及石油工业中越来越受到青睐。
但是其发展时间相对较短，在野外工作中也存在其自身缺点。对于数据采集过程中出现的缺点主要有以下两个方面。
第一，台站布设于研究区之后，由于需要动态管理台站工作状态以及剩余电量，这时需要投入大量人力物力，且一般情况下，研究区基本位于人烟稀少地区，还会增加工作人员往返及路途中的危险系数。
第二，数据采集阶段，难免会遇到人或者动物，亦或者不可抗因素导致(滑坡、泥石流和洪水等)仪器位置非正常状态变化，这时候得难点即为无法准确发现仪器所在位置，导致仪器丢失，造成数据丢失及财产损失。
以上两个问题的存在会造成人力资源的浪费，需要耗费大量时间，一旦发生人员或者财产损失，其带来的隐患不可估量，且无法保证全过程数据采集，造成数据丢失。一旦数据丢失过多会导致整个项目的失败，以及资金的严重浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种短周期地震台非正常状态报警系统及短周期地震台，本发明可以节约大量的时间及人力成本，在一定程度上降低了人员在野外出行的次数，同时提高了野外工作的安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种短周期地震台非正常状态报警系统，包括无线通讯网络平台，所述无线通讯网络平台包括无线通讯单元、GPS单元、电源单元、电压单元和判断单元；
所述GPS单元用于读取短周期地震台站GPS差分后坐标信息并发送给判断单元；
所述电压单元用于读取工作电压并发送给判断单元；
所述判断单元包括电压判断单元和坐标判断单元，所述电压判断单元用于判断电压单元读取的电压是否超过阈值或是否为零并生成相应报警报文；所述坐标判断单元用于判断坐标信息是否变化并确定新的坐标信息；
所述无线通讯单元用于接收判断单元传送信息并传输到终端。
进一步地，所述电源单元采用仪器内固定大容量可循环充电电池。
进一步地，所述无线通讯单元包括GSM单元和/或无线网卡单元。
进一步地，还包括接收平台，用于安装在终端并接收无线通讯单元传送的信息。
进一步地，所述判断单元的判断策略包括：
1)判断电压单元读取电压大小与设定阈值电压之间的大小，若电压小于设定电压生成报文“LP”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
2)判断大小是否为0，若电压大小为0，则生成报文”PO”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
3)判断GPS坐标信息是否发生变化，若坐标信息发生变化，则传送新的坐标信息给GSM单元或无线网卡单元。
另一方面，提供一种短周期地震台，包括所述的短周期地震台非正常状态报警系统。
进一步地，还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块与报警系统的GPS单元连接。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
由于短周期地震台站在工作中需要仪器几百个到上万个不等，同时布设于工作区域，进行数据采集工作，本发明独立于地震台仪器数据采集单元，在地震台仪器工作中主要测量仪器工作电压，并借助短周期地震台站自有GPS自定位功能及其短报文信息来判断仪器是否发生坐标变化。本发明可以节约大量的时间及人力成本，在一定程度上降低了人员在野外出行的次数，同时提高了野外工作的安全性。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的短周期地震台非正常状态报警系统的一个实施例的框架示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。
本发明提供一种短周期地震台非正常状态报警系统的实施例，如图1所示，包括无线通讯网络平台，无线通讯网络平台包括无线通讯单元、GPS单元、电源单元、电压单元和判断单元；
GPS单元用于读取短周期地震台站GPS差分后坐标信息并发送给判断单元；电压单元用于读取工作电压并发送给判断单元；
判断单元包括电压判断单元和坐标判断单元，所述电压判断单元用于判断电压单元读取的电压是否超过阈值或是否为零并生成相应报警报文；所述坐标判断单元用于判断坐标信息是否变化并确定新的坐标信息；
所述无线通讯单元用于接收判断单元传送信息并传输到终端。
本发明在使用时，独立于短周期地震站的仪器数据采集单元，通过电压单元和GPS单元采集工作电压和差分后的坐标信息，判断单元根据这些信息可以完成以下判断：
a.判断电压单元读取电压大小与设定阈值电压之间的大小关系，若电压小于设定电压生成报文“LP”并传送给GSM单元或无线网卡单元；主要针对仪器在未达到项目采集时间前出现电量快速降低(在植被遮挡区，气温变化较大区域，气温较低区域)，在判断达到我们设置的阈值范围时，启动独立电源，发送“LP(low power)”给管理系统，让工作人员更好的掌握仪器电量的变化。可以节约大量的时间及人力成本，在一定程度上降低了人员在野外出行的次数，同时提高了野外工作的安全性。
b.判断电压大小是否为0，若电压大小为0，则生成报文”PO”并传送给GSM单元或无线网卡单元；主要是针对仪器出现异常关机的情况，在判断电压为0时可判断仪器关机，利用自身独立无线通讯网络装置发送“PO(power off)”给远程监控平台。方便工作人员在第一时间对仪器进行更换，保证数据采集工作正常进行。
c.判断GPS坐标信息是否发生变化，若坐标信息发生变化，则传送新的坐标信息给GSM单元或无线网卡单元。主要针对的情况是：仪器在野外数据采集过程中出现位置变动(当地村民或者动物)，仪器丢失会造成财产损失，采集数据丢失，如出现大量仪器丢失会造成野外数据采集任务失败，造成严重的资金，人力成本的浪费。仪器在布设后会利用其自带GPS/北斗系统记录仪器在WGS-84/CSCG2000地心坐标系统所在位置的经度，纬度以及高程，如果仪器位置产生变动，其会自动采集自身所处地心坐标系统位置，静置状态下即可产生新的定位信息，利用无线通讯网络系统给远程监控平台发送短报文。内容仪器所在位置为经度纬度。有了仪器变动后地理坐标，可以方便工作人员在仪器位置变动第一时间找回仪器，最大程度降低数据丢失。
本发明中判断单元等所用的程序为基本程序，能够完成基本的判断和通讯，本发明的改进并不是依赖软件的改进来达到目的的。
进一步地，无线通讯单元包括GSM单元和/或无线网卡单元。
进一步地，还包括接收平台，用于安装在终端并接收无线通讯单元传送的信息。
本发明包括六个独立的单元组成，其中：
1.GSM单元和无线网卡单元功能相同，可根据需要自行选择与终端通讯方式。
2.GSM模块可以插入手机SIM卡，主要功能为接收判断单元传送信息，发送给远程监控接收平台发送信息。
3.无线网卡单元可以插入无线网卡，主要功能为接收判断单元传送信息，利用无线网络给远程监控接收平台发送状态信息。
4.GPS单元主要功能是读取接收短周期地震台站GPS差分后坐标信息。
5.电压单元主要功能为读取短周期地震台站工作电压。
6.电源单元的功能为整个无线通讯网络平台工作供电。为了保证台站数据采集期间的防水功能，建议采用仪器内固定大容量可循环充电电池，因为电池拆卸会导致仪器防水作用消失或者为了保证防水需要加大成本投入。
7.判断单元主要任务有以下三个方面
a.判断电压单元读取电压大小与设定阈值电压之间的大小关系，若电压小于设定电压生成报文“LP”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
b.判断大小是否为0，若电压大小为0，则生成报文”PO”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
c.判断GPS坐标信息是否发生变化，若坐标信息发生变化，则传送新的坐标信息给GSM单元或无线网卡单元。
8.远程监控接收平台可以选择手机或者电脑作为终端，安装接收程序，接收无线通讯网络平台对短周期地震台站非正常状态监测报警信息，从而达到远程动态监控的作用。
另一方面，提供一种短周期地震台，包括所述的短周期地震台非正常状态报警系统。
进一步地，还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块与报警系统的GPS单元连接。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种短周期地震台非正常状态报警系统，其特征在于，包括无线通讯网络平台，所述无线通讯网络平台包括无线通讯单元、GPS单元、电源单元、电压单元和判断单元；
所述GPS单元用于读取短周期地震台站GPS差分后坐标信息并发送给判断单元；
所述电压单元用于读取工作电压并发送给判断单元；
所述判断单元包括电压判断单元和坐标判断单元，所述电压判断单元用于判断电压单元读取的电压是否超过阈值或是否为零并生成相应报警报文；所述坐标判断单元用于判断坐标信息是否变化并确定新的坐标信息；
所述无线通讯单元用于接收判断单元传送信息并传输到终端。
2.根据权利要求1所述的短周期地震台非正常状态报警系统，其特征在于，所述电源单元采用仪器内固定大容量可循环充电电池。
3.根据权利要求1或2所述的短周期地震台非正常状态报警系统，其特征在于，所述无线通讯单元包括GSM单元和/或无线网卡单元。
4.根据权利要求1至3任一所述的短周期地震台非正常状态报警系统，其特征在于，还包括接收平台，用于安装在终端并接收无线通讯单元传送的信息。
5.根据权利要求1至4任一所述的短周期地震台非正常状态报警系统，其特征在于，所述判断单元的判断策略包括：
1)判断电压单元读取电压大小与设定阈值电压之间的大小，若电压小于设定电压生成报文“LP”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
2)判断大小是否为0，若电压大小为0，则生成报文”PO”并传送给GSM单元或无线网卡单元；
3)判断GPS坐标信息是否发生变化，若坐标信息发生变化，则传送新的坐标信息给GSM单元或无线网卡单元。
6.一种短周期地震台，其特征在于，包括权利要求1至4任一所述的短周期地震台非正常状态报警系统。
7.根据权利要求6所述的短周期地震台，其特征在于，还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块与报警系统的GPS单元连接。
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