CN206181170U - 基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统。硬件包括MEMS加速度传感器、A/D转换电路、MCU、存储器、SIM卡、通信电路、通信天线、中间继电器、扬声器、定位电路、定位天线；MEMS加速度传感器通过A/D转换电路连接在MCU上，SIM卡和通信天线嵌在通信电路中，通信线路与MCU直接相连，定位天线嵌在定位电路中，定位电路直接与MCU相连，中间继电器的线圈与MCU直接连接，扬声器通过中间继电器与蓄电池连接。MEMS加速度传感器将振动数据传递给MCU，MCU判断是建筑物在振动后，闭合某管脚，接通中间继电器的线圈的电源，线圈通电后中间继电器闭合，扬声器通电后播放“建筑物有倒塌风险”的提示音。人们在听到提示音后在第一时间紧急撤离建筑物。
Description
技术领域
本实用新型涉及应急装置系统领域，特别是涉及一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统。
背景技术
建筑物倒塌的原因主要有以下类别：
地震，地震波分为横波与纵波，分别导致建筑物建筑前后与上下摇动。建筑物受到不同方向来的力，导致承重改变，受力不均匀，进而振幅扩大，超出其范围导致崩塌。
泥石流，泥石流挟带的较大块径的石头会大力撞击建筑物墙体，导致墙体或柱子产生局部抗压破坏。
洪水，洪水浸泡冲刷墙体和地基，导致泥沙遭到侵蚀，墙体或地基逐步被掏空破坏，最后无力支撑整个房子而倒塌。
台风，台风一般会伴随着暴雨，雨水的浸泡导致建筑材料强度减弱，大风的流动会导致一些建筑物产生晃动，更多时候属于次生灾害，引发山体滑坡、泥石流等引起建筑物倒塌。
年代久远，建筑物使用多年后，建筑材料结构逐渐发生改变，力学性能减弱，最终无力承担建筑物自身和内部负重后倒塌。
上述建筑物倒塌原因各不相同，但是建筑物在倒塌发生初始时，均会产生震动，并且震动由微弱逐渐转向强烈。现在针对于各种灾害引发的建筑物倒塌事故，人们已经设计了多种应对装置或系统，但是在现实生活中，由于这些设备造价较高，或者安装实施困难，这些设计几乎都处于理论状态，所以人们没有实际受益。
工信部公布的数据显示，2015年全国电话用户净增121.1万户，总数达到15.37亿户，增长0.1%。其中，移动电话用户净增1964.5万户，总数达13.06亿户，移动电话用户普及率达95.5部/百人，比上年提高1部/百人。手机、平板电脑等移动终端设备已经成为人们离不开的携带设备，手机和其传感器也更加廉价和精准，假若直接将应急系统做到移动终端设备上，那么人们将会得到更有效地提醒，进一步提高人身安全保障。
发明内容
因此，本实用新型为了应对各种灾害导致的建筑物倒塌现象进行警报，提供一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，能够在建筑物倒塌现象初始阶段，建筑物震动刚刚开始人们尚未发觉阶段，移动终端发出警报提示音，提醒人们快速转移。无需另外购买设备，仅依靠身边的移动终端设备，人身安全即可获得进一步的保障。
本实用新型提供一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，包括MEMS加速度传感器、A/D转换电路、MCU、存储器、SIM卡、通信电路、通信天线、中间继电器、扬声器、定位电路、定位天线；
所述MEMS加速度传感器通过A/D转换电路连接在MCU上，所述存储器直接与MCU连接，所述SIM卡和通信天线嵌在通信电路中，通信线路与MCU直接相连，所述定位天线嵌在定位电路中，定位电路直接与MCU相连，所述中间继电器的线圈与MCU直接连接，所述扬声器通过中间继电器与蓄电池连接。
所述MEMS加速度传感器为电容式MEMS加速度传感器，内部设有两个方向的可移动电容板。
所述通信电路为GSM/3G/4G制式并存电路。
所述定位电路为BDS/GPS双制式定位电路。
在本系统中，中间继电器为常开继电器，线圈通电后，继电开关闭合。
本实用新型的工作原理为：每一种物质都有其固有振动频率，当外界的振动越接近这种物质的固有频率时，这种物质振动的越厉害直至共振。现有的人们居住的建筑物，绝大多数都是由水泥沙石的混合物建造。这种混合物有其自有的振动频率范围，所以系统设定在建筑物的振动频率范围内时才会启动。
MEMS加速度传感器将振动数据传递给MCU，MCU判断是建筑物在振动后，闭合某管脚，接通中间继电器的线圈的电源，线圈通电后中间继电器闭合，扬声器通电后播放“建筑物有倒塌风险”的提示音。
随后MCU控制定位电路和定位天线接收位置信息。
最后MCU将位置信息和“建筑物有倒塌风险”的信息，通过通信电路和通信天线传递给应急救援部门的服务器。应急部门工作人员确定信息准确后，实施救援工作。
本实用新型具有的有益效果是：
（1）利用MEMS加速度传感器捕捉建筑物振动，响应快、精度高；
（2）定位电路和通信电路共用，实现位置信息的实时共享；
（3）采用继电器控制方法，实现微电流控制大电流的目标；
（4）将系统与移动终端相结合，实现成本最低化和效果最大化。
所以，这种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，能够有效的监测建筑物振动情况，并对获取的数据进行合理判定警报，对于维护国家稳定和保障人们生命财产安全有重大意义。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。
图1是本实用新型中系统的各元件连接示意图。
图2是本实用新型中的控制原理流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统作进一步的详细描述。
如图1所示，一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其硬件主要包括：MEMS加速度传感器、A/D转换电路、MCU、存储器、SIM卡、通信电路、通信天线、中间继电器、扬声器、定位电路、定位天线。
所述MEMS加速度传感器通过A/D转换电路连接在MCU上，所述存储器直接与MCU连接，所述SIM卡和通信天线嵌在通信电路中，通信线路与MCU直接相连，所述定位天线嵌在定位电路中，定位电路直接与MCU相连，所述中间继电器的线圈与MCU直接连接，所述扬声器通过中间继电器与蓄电池连接。
进一步讲，A/D转换电路为将模拟信号转换成数字信号的电路。
进一步讲，MCU，Microcontroller Unit，微控制单元，又称单片微型计算机，它集成了CPU、RAM、ROM、计数器、以及I/O端口为一体的一块集成芯片。
所述MEMS加速度传感器为电容式MEMS加速度传感器，内部设有两个方向的可移动电容板。径向的电容板振动后作径向运动，横向的电容板振动后作径向运动，电容板的运动引起径向或横向电容的变化。通过计算电容的变化量即可获知加速度。
进一步讲，MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)，微机电系统，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，是在微电子技术基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。尺寸在几毫米乃至更小，内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。
所述通信电路为GSM/3G/4G制式并存电路。
所述定位电路为BDS/GPS双制式定位电路。
进一步讲，BDS(BeiDou Navigation Satellite System)为中国北斗卫星导航系统；GPS(Global Positioning System)为全球定位系统。
在本系统中，中间继电器为常开继电器，线圈通电后，继电开关闭合。
每一种物质都有其固有振动频率，当外界的振动越接近这种物质的固有频率时，这种物质振动的越厉害直至共振。现有的人们居住的建筑物，绝大多数都是由水泥沙石的混合物建造。这种混合物有其自有的振动频率范围，所以系统设定在建筑物的振动频率范围内时才会启动。人在平时使用手机时，MEMS加速度传感器感受到的振动与建筑物的振动范围完全不同，所以不会发生系统误报的现象。
MEMS加速度传感器将振动数据传递给MCU，MCU判断是建筑物在振动后，闭合某管脚，接通中间继电器的线圈的电源，线圈通电后中间继电器闭合，扬声器通电后播放“建筑物有倒塌风险”的提示音。人们在听到提示音后在第一时间紧急撤离建筑物。
进一步讲，“建筑物有倒塌风险”的音频提前储存在存储器中，扬声器信号输入端安装有放大电路。
随后MCU控制定位电路和定位天线接收位置信息。
最后MCU将位置信息和“建筑物有倒塌风险”的信息，通过通信电路和通信天线传递给应急救援部门的服务器。应急部门工作人员确定信息准确后，实施救援工作。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其特征在于，硬件包括MEMS加速度传感器、A/D转换电路、MCU、存储器、SIM卡、通信电路、通信天线、中间继电器、扬声器、定位电路、定位天线；
所述MEMS加速度传感器通过A/D转换电路连接在MCU上，所述存储器直接与MCU连接，所述SIM卡和通信天线嵌在通信电路中，通信线路与MCU直接相连，所述定位天线嵌在定位电路中，定位电路直接与MCU相连，所述中间继电器的线圈与MCU直接连接，所述扬声器通过中间继电器与蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其特征在于，在所述MEMS加速度传感器为电容式MEMS加速度传感器，内部设有两个方向的可移动电容板。
3.根据权利要求1所述的基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其特征在于，所述通信电路为GSM/3G/4G制式并存电路。
4.根据权利要求1所述的基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其特征在于，所述定位电路为BDS/GPS双制式定位电路。
5.根据权利要求1所述的基于定位技术的移动终端建筑物倒塌警报系统，其特征在于，所述中间继电器为常开继电器。
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