CN1657974A - 加速度感应地震预报装置 - Google Patents

Abstract

加速度感应地震预报装置，由传感器芯片1和微处理器2组成。传感器芯片产生的X，Y方向的平衡感应信号X_OUT和Y_OUT传送到微处理器(μP)的计时器/定时器端口，由微处理器对平衡感应信号X_OUT和Y_OUT进行解码，确定出X，Y两个方向上的加速度，并合成总加速度，当总加速度大于预警值时报警，从而达到地震预报的目的。本发明提出的加速度感应地震预报方法是以重力作为重力加速度平衡感应装置(传感器芯片)的一个输入矢量，从而确定移动智能发生移动的加速度。因此本发明具有结构简单、操作可靠性强、携带方便等特点，是能够保障广大使用者生命财产安全的理想移动智能终端。

Description

加速度感应地震预报装置

                           技术领域

本发明涉及一种利用移动智能终端来进行自然灾害预报的装置。

                           技术背景

目前各种“自然灾害”，如地震、火山爆发、泥石流、海啸、台风、洪水等突发性灾害严重威胁着人类的生命财产安全。能否成功、有效地对自然灾害进行预报和预警，对于挽救人类的生命财产是至关重要的。另一方面，当今各种移动智能终端，如掌上电脑PDA、手机等已经成为人们生活中不可缺少的重要组成部分，如果能够在移动智能终端设备上加装自然灾害预警装置，实现及时进行灾害的预报，无疑为人类的逃生争取了宝贵的时间。本发明的提出可以使这一设想得以实现。

                            发明内容

本发明的目的是在移动智能终端(如PDA、手机)中加装一种加速度感应地震预报装置，从而方便实现对自然灾害的及时预报和预警。

本发明主要由传感器芯片1和微处理器2组成(如图1)，传感器芯片1产生的X，Y方向的平衡感应信号X_OUT和Y_OUT传送到微处理器(μP)的计时器/定时器端口，由微处理器2对平衡感应信号X_OUT和Y_OUT进行解码。将传感器芯片1内置于移动智能终端内部，以重力作为重力加速度传感器芯片的一个输入矢量，通过(固化)软件计算，确定出移动智能终端在X，Y两个方向上发生移动或者振动的加速度大小和方向，并将其合成为总加速度，当总加速度大于预警值时，移动智能终端报警，从而达到预警自然灾害(如地震等)的目的。ADXL202E是二维加速度传感器芯片，它能提供在X，Y方向上与加速度成比例工作循环(即脉冲宽度与周期的比)的数字信号作为输出。该工作循环输出可以直接输入一个微处理器，由微处理器对工作循环进行计数并分别计算出X，Y方向上的加速度。X，Y方向上典型输出的工作循环如图2所示。图2中：

T1-循环中处于“on”状态的宽度。

T2-总循环的宽度。变化范围：由0.5ms到10ms。

工作循环-处于“on”状态(T1)的时间占总循环(T2)的比例。

脉冲宽度-处于“on”状态的脉冲宽度。

加速度计算公式：

加速度(g)＝(T1/T2-50％)/(12.5％)

在这里，0g表示50％工作循环。缩放系数：12.5％工作循环/g。

在X，Y两个方向上，输出电路把模拟信号转换为用工作循环调制的数字信号，该数字信号可以通入一个微处理器的计时器/定时器端口，并对其进行计数及解码。计时器/定时器通过测量T1，T2信号的长度并由上述公式：加速度(g)＝(T1/T2-50％)/(12.5％)来计算加速度。解码方法有很多，本实施例采用的方法是(如曲线图3所示)，计时器从X轴的上升沿(Ta＝0)开始计数，记录下降沿(Tb)，计时器在下一次X轴上升沿(Tc)到来时停止计时。T1＝Tb-Ta，T2＝Tc-Ta。对于Y轴输出，作同样处理(Td，Te，Tf)。

本发明提出的地震预警方法是以重力作为重力加速度平衡感应装置(传感器芯片)的一个输入矢量，通过(固化)软件计算，从而确定移动智能终端发生移动或者振动的加速度大小和方向。当用户将移动智能终端设定在地震报警功能时，报警功能将在数分钟后自动启动，这时一旦移动智能终端在重力的作用下发生移动或者倾斜时，内置的重力加速度平衡感应装置可以迅速感应并计算出移动智能终端发生移动的加速度大小和方向，并及时实现预警功能。同时，该功能还可以被定时启动，或者作为移动智能终端防盗的预警功能。

                             附图说明

附图1为本发明硬件系统框图。

附图2为X，Y方向上典型输出的工作循环曲线图。

附图3为ADXL202E芯片的解码方式曲线图。

附图4为实施例ADXL202E芯片管脚配置说明图。

其中：ST-测试；T2-连接R_SET，由R_SET设置T2；COM-公共端；Y_OUT-Y通道工作循环输出；X_OUT-X通道工作循环输出；Y_FILT-Y通道滤波管脚；X_FILT-X通道滤波管脚；V_DD-3V到5.25V。

附图5为ADXL202E芯片电路图。

附图6为计算软件流程图

                            具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步的说明。

本发明采用ANALOG公司的ADXL202E芯片作为传感器芯片1，芯片管脚配置如图4所示。该芯片既可以测量动态加速度，又可以测量静态加速度。测量范围：±2g。将ADXL202E芯片内置于移动智能终端内，并与移动智能终端的微处理器(μP)进行连接，ADXL202E芯片电路如图5所示。芯片八个管脚的连接情况为：V_DD接3V到5.25V电源；V_DD和COM之间接电容C_DC起到去耦合的作用，C_DC推荐值0.1μF；X_FILT，Y_FILT分别接电容C_X，C_Y，并由C_X，C_Y的取值来设置低通滤波器的带宽；T2接电阻R_SET；X_OUT和Y_OUT分别为X，Y方向上的输出，通入一个微处理器的计时器/定时器端口，微处理器通过软件分别计算出X，Y方向上的加速度；ST为测试端。

本实施例参数设置：C_DC：推荐值0.1μF；T2：X，Y方向使用相同的总循环的宽度。T2计算公式如下，通过设置不同的R_SET值来设置T2。

$T2=\frac{R_{\mathrm{SET}}\left(\mathrm{\Ω}\right)}{125\mathrm{M\Ω}}$

C_X，C_Y：由C_X，C_Y设置低通滤波器的带宽。

R_FILT：典型值32kΩ。

计算软件工作流程：

软件的主要工作流程如图6所示。首先检查移动智能终端是否进入地震报警功能，如果使用该功能，则在数分钟后启动，然后读传感器芯片ADXL202E的输出X_OUT和Y_OUT，计算X，Y两个方向的加速度的大小，并合成总加速度，当总加速度＞某预警值时，移动智能终端报警，否则CPU继续读传感器芯片ADXL202E的输出。

本发明的有益效果及优点在于，提出的移动智能终端上地震预警方法是以重力作为重力加速度平衡感应装置(传感器芯片)的一个输入矢量，通过(固化)软件计算，确定移动智能终端发生移动的加速度大小和方向，从而实现对地震的预警功能。该地震预警装置是设置在个人移动智能终端上的，方便可靠，又由于移动智能终端具有便携性的特点，所以用户可以随时随地实现地震预警功能。这对于在自然灾害随时可能发生的今天，无疑是人类的福音。并且具有结构简单、操作可靠性强的特点。

Claims (1)

1.加速度感应地震预报装置，主要由传感器芯片(1)和微处理器(2)组成，传感器芯片(1)产生的平衡感应信号传送到微处理器(2)的计时器/定时器端口，由微处理器(2)对平衡感应信号进行解码，其特征在于所述传感器芯片(1)内置于移动智能终端内部，以重力作为重力加速度传感器芯片的一个输入矢量，确定出移动智能终端在X，Y两个方向上发生移动或者振动的加速度大小和方向，并将其合成为总加速度，总加速度大于预警值，移动智能终端报警。

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