专利名称：野外无人值守地震台环境监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对地震局无人值守台站的实时数据进行采集、监 测和控制的装置。
技术背景宽频带地震计以其灵敏度高、观测范围覆盖了从高频地震波至固体潮 汐的宽广频带等特点，在地震监测领域得到了广泛应用。但宽频带地震计 对温度、湿度、气压、气流等外界条件比较敏感，进入机房又会破坏原来 稳定的观测环境(例如温度、湿度、气压等等)，并且地震计的频带越宽 受外界环境的影响越大。随着我国地震监测事业的不断发展，地震监测系 统台站数目日益增多，由于大都分布在不同地理区域，实现台站环境与图 像的远程监控就成为必然。目前还没有一种既不影响宽频带地震计的传输， 又能在远程各个台站中实现实时监测环境数据，并通过网络将机房监测信 息传送到监控中心实现自动报警，同时自动抓拍现场图片的设备。发明内容本实用新型为解决现有的地震局无人值守台站内没有能够对实时数据 进行采集、监测和控制的装置的问题，提供一种野外无人值守地震台环境 监控系统。本实用新型由以下单元组成模拟信号采集模块l，对台站内的温度、湿度、系统内部电流、系统工 作电压的环境数据进行采样，并将采样的模拟信号转换成数字信号发送给 微控制器3;数字信号采集�？�2，对台站内是否发生水浸、是否有外来人员进入的 环境数据进行采样，并将采样的环境数据的数字信号发送给微控制器3;微控制器3，将来自模拟信号采集�？�1的环境数据信号发送给主机5， 对来自数字信号采集�？�2的环境数据的数字信号进行分析，若分析结果 超出正常范围则调用视频采集�？�4对台站内采集的视频数据，并根据监控中心6的控制命令将采集的视频数据发送给主机5;视频采集�？�4，接收微控制器3的控制信号，采集台站内的视频数据，并将视频数据发送到微控制器3;主机5，将来自微控制器3的环境数据信号和视频信号通过网络发送到 监控中心6，并将来自监控中心6的控制命令发送给微控制器3。有益效果本实用新型在不影响宽频带地震计传输的前提下，在远程 各个无人值守台站中对环境数据进行实时监测，并通过网络将台站内的环 境信息传送到监控中心，同时自动抓拍现场图片，使监控中心值班人员在 远端监控中心就可以监测台站的温度、湿度、电压、电流等因素是否发生 了改变、是否超出允许范围以及是否有非法人员进入台站，除了能够轻松 了解台站观测环境以及设备运行情况外，还可以通过网络将控制信号发送 给台站内的设备，同时也可以令对地震无人值守台站感兴趣的参观者在监 控中心就可以了解台站内的情况。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一参见图l，本实施方式由以下单元组成 模拟信号采集�？閘，对台站内的温度、湿度、系统工作电流、系统工作电压等环境数据进行采样，并将采样的模拟信号转换成数字信号发送给微控制器3;数字信号采集�？�2，对台站内是否发生水浸、是否有外来人员进入等 环境数据进行采样，并将采样的环境数据的数字信号发送给微控制器3;微控制器3，将来自模拟信号采集�？�1的环境数据信号发送给主机5， 对来自数字信号采集�？�2的环境数据的数字信号进行分析，若分析结果 超出正常范围则调用视频采集�？�4对台站内采集的视频数据，并根据监 控中心6的控制命令将采集的视频数据发送给主机5;视频采集�？�4，接收微控制器3的控制信号，采集台站内的视频数据，并将视频数据发送到微控制器3;主机5，将来自微控制器3的环境数据信号和视频信号通过网络发送到 监控中心6，并将来自监控中心6的控制命令发送给微控制器3。
具体实施方式
二参见图1，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在5于所述模拟信号采集�？閘由以下单元组成温度湿度传感器l-l，采集台站内的温度和湿度数据，并将采集数据的模拟信号发送给A/D转换器1-3;电量传感器l-2，采集台站内的系统工作电流和系统工作电压数据，并 将采集数据的模拟信号发送给A/D转换器1-3;A/D转换器1-3，将来自温度湿度传感器1-1和电量传感器1-2的模拟 信号转变成数字信号，并将该信号发送给微控制器3。温度湿度传感器1-1采集到模拟信号经过模拟输入接口传给电路板，8 路模拟信号经过射随器传给A/D，其中射随器可采用OPA2344放大器芯片， 达到稳压作用；A/D转换器1-3可采用TLC2543C器件，具有12位转换精 度，在工作温度下12us的转换时间，3位内部自测模式，内在采样和保持 作用，有片上系统时钟，最高位或最低位可编程，有3个可控端口与主机 连接来达到匹配功能，其参考电压可由ADM660和AD586芯片提供， ADM660把把电源电压转换成AD586参考电压，AD586提供更准确的A/D 参考电压；A/D转换器1-3的IO/CLK由单片机提供，其中数据输入由微控 制器3的Pl.l控制，当CS为低时，A/D启动转换并把DADATOUTPUT 口传给微控制器W78E58B处理器的P1.0 口 。
具体实施方式
三参见图1，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在 于所述数字信号采集�？�2由以下单元组成红外传感器2-l，采集台站内的红外数据，并将采集数据的数字信号发送给光电隔离器2-3;水浸传感器2-2，对台站内进行水浸检测，并将检测数据的数字信号发送给光电隔离器2-3;光电隔离器2-3，将来自红外传感器2-l和水浸传感器2-2的干扰信息 滤除后发送给微控制器3。红外传感器2-1和水浸传感器2-2采集到数字信号经过数字输入接口传 给电路板，8路数字信号经过二极管给光电隔离器件，以减少干扰，二极管 使电路有个稳定的压降；光电隔离器2-3件采用PC817器件，信号再传给 缓冲驱动器，它采用LS244芯片，其使能端由微控制器W78E58B的A8控制。LS244来改进三态存储地址和发送接受的性能和密度，有高的扇出。 信号再传给存储器件AKM62256,其地址线A0—A14，与微控制器的 A0^A14相连，A15跟其使能端CS相连，OE使能端跟微控制器W78E58B 的读使能端RD连接，WE跟微控制器的W78E58B的WE相连。AKM62256 是高速静态存储器，其存储时间为100ns，低功率。当CS， OE低电平时， 把数传给W78E58B控制器的Pl 口进行处理。
具体实施方式
四参见图1，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在 于所述微控制器3可采用W78E58B芯片的8位微控制器，具有可固化的片 内FALSH、 32K字节的主ROM、辅助4K字节ROM、 512K的片上RAM、 4个8位的双工I/0 口、 3个16位定时器和计数器以及串行连接端口。它 有两种节电工作模式空闲模式和省电模式。它有一个4位多用途可编程 端口，代码保护和两个中断。微控制器的时钟由无源晶振提供。因为微控 制器虽只有少量的存储器，所以必须外扩存储器，即存储程序和初始化数 据的EPROM和可快速读写的RAM。本系统采用X5045PI芯片，它是4K SPI EEPROM，有看门狗定时器，电源监控，串口保护存储程序。其时钟频率 是3.3MHZ。本系统采用SPIEEPROM串口引导方式。本系统是一个多任务 的系统，在进行数据采集的同时还要进行数据的存储和转发任务，这就需 要在对采集到的数据还没来的急处理时要有足够的存储空间进行缓存，以 换取任务的处理时间。因此采用RAM外扩，采用AKM62256芯片。
具体实施方式
五参见图1,本实施方式与具体实施方式
一的不同点在 于所述视频采集�？�4由以下单元组成摄像头4-l，采集台站内的视频数据，并将采集的视频数据发送给视频 采集器4-2;视频采集器4-2，将来自摄像头4-l拍摄的视频数据转换成数字视频信 号发送给信号处理器4-3;信号处理器4-3，将来自视频采集器4-2的视频数据进行压縮存储，并 由微控制器3调用存储的视频数据。当现场有人员进入时，微控制器3通过对数字信号采集模块2采集的 数据量进行判别，将视频信息发送给主机5。信号处理器4-3可采用ADSP数字信号处理器，它是两路视频模拟电路处理，包括信号源选择，ADC和 原始混迭滤波，自动增益控制和CGC，数字编码可符合多个标准；视频采 集�？�4包含二路视频信号对现场采集，发送到视频采集芯片，视频采集 器4-2型号可采用SAA731H，它是采用9位视频输入处理器，编码处理后 8位输出，采用无源晶振提供时钟，同时由ADSP对其使能端控制，使其 进行视频采集。
权利要求1、野外无人值守地震台环境监控系统，其特征在于它由以下单元组成模拟信号采集�？�(1)，对台站内的温度、湿度、系统内部电流、系统工作电压的环境数据进行采样，并将采样的模拟信号转换成数字信号发送给微控制器(3)；数字信号采集�？�(2)，对台站内是否发生水浸、是否有外来人员进入的环境数据进行采样，并将采样的环境数据的数字信号发送给微控制器(3)；微控制器(3)，将来自模拟信号采集�？�(1)的环境数据信号发送给主机(5)，对来自数字信号采集�？�(2)的环境数据的数字信号进行分析，若分析结果超出正常范围则调用视频采集�？�(4)对台站内采集的视频数据，并根据监控中心(6)的控制命令将采集的视频数据发送给主机(5)；视频采集�？�(4)，接收微控制器(3)的控制信号，采集台站内的视频数据，并将视频数据发送到微控制器(3)；主机(5)，将来自微控制器(3)的环境数据信号和视频信号通过网络发送到监控中心(6)，并将来自监控中心(6)的控制命令发送给微控制器(3)。
2、 根据权利要求1所述的野外无人值守地震台环境监控系统，其特征 在于所述模拟信号采集�？�(l)由以下单元组成温度湿度传感器(l-l),采集台站内的温度和湿度数据，并将采集数据 的模拟信号发送给A/D转换器(l-3);电量传感器(l-2)，采集台站内的系统工作电流和系统工作电压数据， 并将采集数据的模拟信号发送给A/D转换器(l-3);A/D转换器(1_3)，将来自温度湿度传感器(l-l)和电量传感器(l-2)的模 拟信号转变成数字信号，并将该信号发送给微控制器(3)。
3、 根据权利要求1所述的野外无人值守地震台环境监控系统，其特征 在于所述数字信号采集�？�(2)由以下单元组成红外传感器(2-l)，采集台站内的红外数据，并将采集数据的数字信号 发送给光电隔离器(2-3);水浸传感器(2-2)，对台站内进行水浸检测，并将检测数据的数字信号 发送给光电隔离器(2-3);光电隔离器(2-3)，将来自红外传感器(2-l)和水浸传感器(2-2)的干扰信息滤除后发送给微控制器(3)。
4、根据权利要求1所述的野外无人值守地震台环境监控系统，其特征 在于所述视频采集�？�(4)由以下单元组成-摄像头(4-l)，采集台站内的视频数据，并将采集的视频数据发送给视 频采集器(4-2);视频采集器(4-2),将来自摄像头(4-l)拍摄的视频数据转换成数字视频 信号发送给信号处理器(4-3);信号处理器(4-3)，将来自视频采集器(4-2)的视频数据进行压縮存储， 并由微控制器(3)调用存储的视频数据。
专利摘要野外无人值守地震台环境监控系统，它是一种对地震局无人值守台站的实时数据进行采集、监测和控制的装置，以解决现有的地震局无人值守台站内没有能够对实时数据进行采集、监测和控制的装置的问题。本实用新型的模拟信号采集�？楹褪中藕挪杉？榉直鸾杉幕肪呈菪藕欧⑺透⒖刂破鳎晃⒖刂破鹘醋阅Ｄ庑藕挪杉？榈幕肪呈菪藕欧⑺透骰岳醋允中藕挪杉？榈幕肪呈莸氖中藕沤蟹治觯舴治鼋峁稣７段г蚋菁嗫刂行牡目刂泼罱杉氖悠敌藕欧⑺透骰皇悠挡杉？椴杉ㄕ灸诘氖悠凳荩⒔悠凳莘⑺偷轿⒖刂破鳎恢骰肪呈菪藕藕褪悠敌藕欧⑺偷郊嗫刂行模⒔嗫刂行牡拿罘⑺透⒖刂破鳌�
文档编号G01V1/16GK201166711SQ20082008927
公开日2008年12月17日 申请日期2008年2月15日 优先权日2008年2月15日
发明者鹏 李, 王晓峰 申请人:黑龙江省地震局;黑龙江思瑞网络科技有限公司
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