CN217034902U - 地震现场监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地震现场监测报警装置，该装置为箱体形状，箱身内设置有控制系统，控制系统包括主控制器、从控制器、蓄电池、电源控制器、射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块以及继电器组件；在箱身的上面板上设置有充电接口、声光报警器接口、视频监测接口。本实用新型形成对区域环境和危害的多重感知能力，当其监测或接收到可能对人员造成伤害的信息时，可以发出声光及报警，起到提醒的作用。还可通过4G数据通信获取灾害预报/速报信息，而且可将救援现场的情况发送给远程指挥中心。

Description

地震现场监测报警装置

技术领域

本实用新型属于地震救援报警装置技术领域，具体涉及一种地震现场监测报警装置。

背景技术

当发生较大地震后会有大量的人员进入灾害现场展开救援活动，在救援现场大概率会发生余震、山体滑坡等次生灾害，这就可能会对参与救援的人员造成伤害。地震现场监测报警设备可放置在救援现场，当其监测或接收到可能对人员造成伤害的信息时，可以发出声光及报警，起到提醒的作用。还可通过4G数据通信获取灾害预报/速报信息，而且可将救援现场的情况发送给远程指挥中心。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种地震现场监测报警装置，能够实现对现场地震、山体滑坡、有毒有害气体泄露的灾害监测，对区域内的情况进行不间断地监测，当发现可能威胁到区域内人员安全的状况时能发出相应的警告。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种地震现场监测报警装置，该装置为箱体形状，箱身内设置有控制系统，控制系统包括主控制器、从控制器、蓄电池、电源控制器、射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块以及继电器组件；在箱身的上面板上设置有充电接口、声光报警器接口、视频监测接口；

所述电源控制器与蓄电池连接，电源控制器连接上面板上的充电接口；所述从控制器与主控制器连接；所述射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块与主控制器连接；

所述声光报警器接口通过第一继电器连接电源控制器的供电输出端，并且该第一继电器的控制端与从控制器连接，从控制器根据主控制器的控制指令通过控制第一继电器动作来控制声光报警器接口的供电导通状态；

所述频监测接口与主控制器连接，通过频监测接口连接外部的摄像机，通过摄像机采集现场环境的图像，采集的图像数据传送给主控制器。

在上述技术方案中，在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有调试接口，调试接口与主控制器连接。

在上述技术方案中，在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有显示屏，显示屏与主控制器连接。

在上述技术方案中，所述主控制器采用以瑞芯微6核RK3399处理器为核心的开发板。

在上述技术方案中，所述从控制器通过RS232与主控制器相连。

在上述技术方案中，在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有主/从机连接状态指示灯，所述主/从机连接状态指示灯与从控制器连接，主控制器根据本地震现场监测报警装置与远程监控主机的连接状态，发送相应的状态控制指令给从控制器，再由从控制器根据该指令控制所述主/从机连接状态指示灯的点亮状态。

在上述技术方案中，所述射频通讯模块采用E22-400T30DC射频通讯模块。

在上述技术方案中，所述4G通信模块和GPS/北斗模块采用EC20 CEFALG 4G通信模块，该模块同时集成了4G通信功能和GPS/北斗定位功能，模块采用Mini PCIe封装，与主控制器的Mini PCIe接口连接。

在上述技术方案中，所述加速度传感器采用ADXL355 3轴MEMS加速度计，与主控制器TTL连接通信。

在上述技术方案中，所述有害气体穿感器采用MQ-9可燃气体传感器模块，与主控制器TTL连接通信。

在上述技术方案中，所述温湿度传感器采用SHT30，与主控制器TTL连接通信。

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型的地震现场监测报警装置具备全天候工作能力，具良好的备防尘防爆能力。

本装置具有射频通讯模块和4G通信模块，可以实现与监测主机进行有限距离的射频无线信号通信，还可以在具备无线4G网络条件后进行4G通信。

本装置配备了声光报警器接口，声光报警器接口用于连接外部的声光报警器，声光报警器接口通过第一继电器连接电源控制器的供电输出端，并且该第一继电器的控制端与从控制器连接，从控制器根据主控制器的控制指令通过控制第一继电器动作来控制声光报警器接口的供电导通状态，使用时，将声光报警器接口外接声光报警器，声光报警器接口的供电导通后，声光报警器进行声光报警。本装置配备加速度传感器进行振动测量，当测量到的振动烈度大于特定值时发出地震报警。同时，本装置配备有GPS/北斗接收模块，当现场发生滑坡、漂移等装备位移时，设备发出位移警报。同时本装置还配备了浸水传感器、有毒有害气体等监测模块，形成对区域环境和危害的多重感知能力，一旦监测到这些危害时会向区域内人员发出声光报警，起到警示作用。同时本装置还配备了频监测接口，通过频监测接口可连接外部的摄像机，通过摄像机采集现场环境的图像，采集的图像数据传送给主控制器，并由主控制器对图像数据进行打包通过无线网络传送给远程监控主机端。

附图说明

图1是本实用新型的地震现场监测报警装置的电控系统示意图。

图2是本实用新型的地震现场监测报警装置的外形示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

一种地震现场监测报警装置，参见附图1和2，该装置为箱体形状，箱体长25-35cm，宽20-25cm，高15-20cm。箱体包括箱身1和箱盖2，箱盖2铰接在箱身1上，当不使用使，可以关闭箱盖，起到防护作用；使用时，打开箱盖，漏出箱身的上面板。

在地震现场监测报警装置的箱身内设置有控制系统，控制系统包括主控制器、从控制器、蓄电池、电源控制器、射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块以及继电器组件；在箱身的上面板上设置有充电接口4、声光报警器接口5、调试接口6、视频监测接口7、显示屏3、以及电源电量指示灯和主/从机连接状态指示灯。

所述蓄电池采用高性能定制电池，由18节21700圆柱形锂电池先并联后串联组成，电压12V，总容量达到30Ah。为了达到电池的安全性，电池外部由定制1mm厚度铝壳完全包裹。

所述电源控制器与蓄电池连接，实现对蓄电池的充放电管理，电源控制器连接上面板上的充电接口4，该充电接口用于连接外部的12V 5A电源，为蓄电池充电；电源控制器提供有12V、5V、3.3等多种电压输出，为各模块提供所需的供电电压。

所述主控制器是地震现场监测报警装置的运算和控制核心，其采用以瑞芯微6核RK3399处理器为核心的开发板(例如型号为AIO-3399)，其主频2.0GHz，具备3G、4G数据通信接口，USB高性能设备接口，以及多种显示接口、音频接口、摄像接口和通信串口，接口丰富、支持SD卡，性能稳定。支持Android\Linux\Ubuntu系统。主控制器的主要参数如下：

所述从控制器通过RS232与主控制器相连，从控制器功能是接收主控制器发来的指令，控制指示灯、继电器的闭合与开启，进而控制主/从机连接状态指示灯、声光报警器接口的开关状态。具体的讲，所述声光报警器接口通过第一继电器连接电源控制器的12V供电输出端，并且该第一继电器的控制端与从控制器连接，从控制器根据主控制器的控制指令通过控制第一继电器动作来控制声光报警器接口的供电导通状态(使用时，将声光报警器接口外接声光报警器，声光报警器接口的供电导通后，声光报警器进行声光报警)；所述主/从机连接状态指示灯与从控制器I/O口连接，主控制器根据本地震现场监测报警装置与远程监控主机的连接状态，发送相应的状态控制指令给从控制器，再由从控制器根据该指令控制所述主/从机连接状态指示灯的点亮状态。

所述射频通讯模块采用E22-400T30DC射频通讯模块，E22-400T30DC是全新一代基于SX1262射频芯片的LoRa无线模块，其采用串口方式与主控制器连接，具有多种传输方式，工作在(410.125～493.125MHz)频段，LoRa扩频技术，TTL控制，3.3V、5VIO口电压。

所述4G通信模块和GPS/北斗模块与主控制器连接，用于获取现场的位置信息以及实现具备无线4G网络环境后与远程端进行通讯，从而可接收远程端发送的预报/预警消息。4G通信模块和GPS/北斗模块采用EC20 CEFALG 4G通信模块，该模块同时集成了4G通信功能和GPS/北斗定位功能，模块采用Mini PCIe封装，与主控制器的Mini PCIe接口连接。

所述加速度传感器与主控制器连接，用于检测现场环境的振动信息，并将检测的振动信息传递给主控制器，主控制器根据该振动信息通过算法计算地震烈度，如果地震烈度大于设定的阈值，则由主控制器发送报警指令给从控制器，再有从控制器控制第一继电器动作来使声光报警器接口的供电导通，使外接的声光报警器工作，从而达到地震报警的动能。本实施例中，所述加速度传感器采用ADXL355 3轴MEMS加速度计。该传感器具有低噪声密度、低至0g的失调漂移。采样频率可达20Hz，模块支持±4g范围，在整个温度范围内具有低噪声、出色的失调漂移和长期稳定性，可实现校准工作量极小和功耗极低的精密应用。其接口类型为SPI，通过转换接口与主控制器TTL连接通信。

所述水浸传感器与主控制器连接，用于检测地震现场监测报警装置所处的现场环境的浸水状态，本实施例中，水浸传感器采用冠拓电子的水浸传感器模块，该水浸传感器包括检测电极和变送器，检测电极漏出箱体的侧壁(检测电极与箱体的侧壁之间要做好密封)，检测电极与变送器输入端连接，变送器输出端与主控制器的GPIO连接。

所述有害气体穿感器与主控制器连接，用于检测地震现场监测报警装置所处的现场环境是否存在有害气体，本实施例中，有害气体穿感器采用MQ-9可燃气体传感器模块，该模块采用LM393、MQ-9气体传感器芯片，对氧气、一氧化碳、可燃气体有较好的灵敏度，TTL输出，与主控制器TTL连接通信。

所述温湿度传感器与主控制器连接，用于检测地震现场监测报警装置所处的现场环境的温湿度数据，本实施例中，温湿度传感器采用SHT30串口TTL温湿度测量传感器模块。

所述频监测接口与主控制器连接，通过频监测接口可连接外部的摄像机，通过摄像机采集现场环境的图像，采集的图像数据传送给主控制器，并由主控制器对图像数据进行打包通过无线网络传送给远程监控主机端。进一步的说，摄像机优选为采用带人体检测、运动检测的外置式双光摄像机作为视频监控的摄像机，模块主要参数如下：

所述调试接口为USB接口，与主控制器连接，用于实现系统的调试。

所述显示屏与主控器连接，用于人机交互，可显示各传感器的检测数据。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种地震现场监测报警装置，其特征在于：该装置为箱体形状，箱身内设置有控制系统，控制系统包括主控制器、从控制器、蓄电池、电源控制器、射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块以及继电器组件；在箱身的上面板上设置有充电接口、声光报警器接口、视频监测接口；

所述电源控制器与蓄电池连接，电源控制器连接上面板上的充电接口；所述从控制器与主控制器连接；所述射频通讯模块、加速度传感器、浸水传感器、有害气体传感器、温湿度传感器、4G通信模块、GPS/北斗模块与主控制器连接；

所述声光报警器接口通过第一继电器连接电源控制器的供电输出端，并且该第一继电器的控制端与从控制器连接；所述频监测接口与主控制器连接，通过频监测接口连接外部的摄像机。

2.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有调试接口，调试接口与主控制器连接。

3.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有显示屏，显示屏与主控制器连接。

4.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述主控制器采用以瑞芯微6核RK3399处理器为核心的开发板。

5.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：在地震现场监测报警装置的箱身的上面板上还设置有主/从机连接状态指示灯，所述主/从机连接状态指示灯与从控制器连接。

6.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述射频通讯模块采用E22-400T30DC射频通讯模块。

7.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述4G通信模块和GPS/北斗模块采用EC20 CEFALG 4G通信模块，该模块与主控制器的Mini PCIe接口连接。

8.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述加速度传感器采用ADXL355 3轴MEMS加速度计。

9.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述有害气体传感器采用MQ-9可燃气体传感器模块。

10.根据权利要求1所述的地震现场监测报警装置，其特征在于：所述温湿度传感器采用SHT30。

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