用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端的製作方法

2023-05-02 21:29:26

用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端的製作方法
【專利摘要】本發明涉及地震預警領域，提供一種用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，包括三維加速度傳感器、GPS全球定位模塊、有線和無線網絡通訊模塊、顯示和聲音模塊、輔助求生模塊、溫溼度測量模塊、應急照明、收音機、按鍵模塊、時鐘模塊、CPU、電池和充電與固定基座。該終端將監測到的地震波及相關信息實時上傳到地震預警網絡伺服器，同時接收傳回的地震預警信息。一是增加雲監測網絡系統中的節點數量，使布點更加密集，測量數據結果更加準確；二是持有者在地震發生時，可第一時間接收到預警信息，獲得更多的預警時間，及時逃生；三是還有輔助求生功能，以提高震後獲救機率；此外，還具有室內溫、溼度測量等日常應用功能。
【專利說明】用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端

【技術領域】
[0001]本發明涉及地震預警領域，尤其涉及一種用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端。

【背景技術】
[0002]目前，大多數地震預警系統的終端只能單一地從地震動監測儀器獲取信息，若地震監測儀器不在地震帶，則不能準確判斷地震波，且不能快速向受災地區發布地震預警信肩、O
[0003]隨著科技的發展，市場上也出現一些地震預警終端，其原理大都是檢測地震P波、S波，且均為單機使用，預警時間極短、地震監測的準確性很差，經常存在誤報的情況。
[0004]本發明提出的家用可攜式監測終端，是用於地震預警雲監測網絡的移動可攜式家用監測終端。該終端成本低廉，且是聯網使用的，用於地震預警雲監測網絡系統中，增加雲監測網絡的節點數，使網絡布點更加密集，測量數據結果更加準確。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端。採用該終端一是增加雲監測網絡系統中的節點數量，使布點更加密集，測量數據結果更加準確；二是持有家用可攜式監測終端的人員在地震發生時，可第一時間接收到預警信息，獲得更多的預警時間，及時逃生；三是家用可攜式監測終端還有輔助求生功能，如果受災人員被掩埋在廢墟中，可發射無線脈衝求救信號使搜救人員及時救援，提高獲救機率；此外，該終端還具有室內溫、溼度測量等日常應用功能。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
該終端包括三維加速度傳感器(I)、GPS全球定位模塊(2)、有線和無線網絡通訊模塊
(3)、顯示和聲音模塊(4)、輔助求生模塊(5)、溫溼度測量模塊(6)、應急照明(7)、收音機
(8)、按鍵模塊(9)、時鐘模塊(10)、分別通過相應的接口與CPU(Il)相連，另外，還包括電池
(12)、充電與固定基座(13)。
[0007]所述的家用可攜式監測終端中，三維加速度傳感器(I)用於監測地震發生時產生的P波和S波，GPS全球定位系統⑵可以實時測量自身地理位置，由CPU(Il)進行數據分析處理，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)，將地震波和自身地理位置信息實時上傳到地震預警網絡伺服器，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)接收地震預警網絡伺服器傳回來的地震預警信息，利用顯示和聲音報警電路(4)進行顯示和聲音報警提示，包括震級、地震波預計到達本處的時間等，提醒人員逃生。
[0008]選用聲音報警模塊(4)，當地震發生時，可以及時提醒人們逃生，聲音報警採用聲音頻率高低表示地震震級強度的大小、聲音間隔的長短表示地震波傳播到此地的遠近，可通過聲音頻率高低和聲音間隔長短判斷合理的逃生方式，不至於引發不必要的慌張。例如聲音間隔可以採用一個長音三個短音的方式來提醒持有者，若短音數量減少，則說明地震波傳播此地較近。
[0009]所述的家用可攜式監測終端中，輔助求生模塊(5)包括脈搏及體溫測量模塊、近距離無線脈衝信號發射、近距離無線對講三個部分。
[0010]所述的輔助求生模塊(5)，在地震後受災人員如果被掩埋在大型物體(如建築)中，可通過近距離無線脈衝模塊主動發射求救信號，信號中包含GPS定位信息、脈搏及體溫等生命體徵信息，同時搜救人員通過相關設備可以搜集持有該終端者發射的信號，搜救人員可根據脈衝信號來快速確定受災人員的地理位置、生命體徵狀況等信息，以提高受災人員獲救機率,減少人員傷亡。
[0011]所述的輔助求生模塊(5)，近距離無線對講模塊可主動發射脈衝信號進行呼救，當搜救人員搜索到受災人員的脈衝信號後，可以相互對講、相互溝通，來增強受災人員求生意識以及提高搜救人員的搜救機率。
[0012]所述的輔助求生模塊(5 )，脈搏及體溫測量模塊可以測量受災人員的脈搏跳動、體溫等生命體徵信息。
[0013]所述的家用可攜式監測終端，由於地震發生機率較小，為了提高該終端的普及率和利用率，該終端還設計了家居環境監測和時鐘等功能。在沒有地震發生時，溫溼度測量模塊(6)通過傳感器可測量室內環境溫溼度，時鐘模塊(10)用於網絡對時，並通過顯示和聲音模塊(4)實時顯示時間、溫度、溼度等信息。
[0014]地震後持有終端者可通過按鍵模塊(9)選擇播放地震逃生和被困後的求生常識，讓受災者放平心態，根據自身情況選擇逃生方式，並有應急照明(7)給受災人員照亮，給受災人員有更強烈的求生信念，也可通過按鍵模塊(9)選擇收音機(8)收聽地震報導和救援信息，在日常生活中也可使用聽音機(8)。
[0015]所述的家用可攜式監測終端，通常情況該裝置插於充電與固定基座(13)上，保持電池滿電狀態，固定基座(13)安裝在牆上，一是起固定作用，二是保證振動信號測量準確，當地震發生時，持有家用可攜式終端者可以立即從固定基座(13)上取出，由內部電池(12)為其供電。
[0016]與現有技術相比較，本發明具有如下優點:
該終端由於成本低廉，廣大居民都可以購買，並且是聯網使用的。這樣，地震發生時，可第一時間接收到預警信息，立即語音報警提醒人員逃生，獲得更多的逃生時間。持有該終端者可以立即拔下此終端，通過輔助求生功能向外界發出救援信號，這樣能夠提高獲救機率，儘量降低地震造成的損失和人員傷亡。此外，該終端還具有室內溫、溼度測量等日常應用功倉泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構示意圖。
[0018]圖中:1_三維加速度傳感器，2 -GPS全球定位模塊，3-有線和無線網絡通訊模塊，
4-顯不和聲音模塊,5-輔助求生模塊,6-溫溼度測量模塊,7-應急照明,8-收音機,9-按鍵模塊，10-時鐘模塊，Il-CPU (微處理器模塊)，12-電池，13-充電與固定基座。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施對本發明進行詳細說明。
[0020]本發明是用於地震預警雲監測網絡的移動可攜式家用監測終端，該終端作為地震預警雲網絡的一部分，成本低廉，且為聯網使用，若廣大居民大量購買，可以增加雲監測網絡系統中的節點數量，每個終端都能實時監測地震波並實時將數據上傳至中心網絡，便於數據比較分析，測量數據結果更加準確，初步判斷震級和震中，可第一時間接收到預警信息，及時逃生。同時，該裝置集成了震後求生救援功能，可以在地震發生後手持該裝置者主動或被動的發出無線脈衝信號作為求生信號，增加使用者的生存機率及搜救效率。
[0021]圖1是本發明用於地震預警雲監測網絡的家庭可攜式終端的結構圖，該家用可攜式監測終端包括三維加速度傳感器(I)、GPS全球定位模塊(2)、有線和無線網絡通訊模塊(3)、顯示和聲音模塊(4)、輔助求生模塊(5)、溫溼度測量模塊(6)、應急照明(7)、收音機(8)、按鍵模塊(9)、時鐘模塊(10)、CPU(11)、電池(12)、充電與固定基座(13)。(1)-(12)?一個整體，為手持機形式，即圖中虛線框中的部分；平時可放到固定基座(13)上以保持充電狀態，固定基座(13)安裝在牆上，一是起固定作用，二是保證振動信號測量準確，地震發生時，持有者可立即從充電與固定基座(13)上拔下，由該裝置的內部電池(12)為其供電。
[0022]地震發生時會產生P波、S波，通過三維加速度傳感器(I)可以檢測到地震波，並將三維加速度傳感器(I)測量的信息送入CPU (11)分析處理，從而可判斷地震是否發生。
[0023]GPS全球定位模塊(2)用於實時測量自身地理位置，地震發生後，通過GPS全球定位系統(2)可以確定持有家庭可攜式監測終端者的受災地理位置，方便搜救人員救援。
[0024]將上述二者的測量信息經CPU (11)處理，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)，將地震波和自身地理位置信息實時上傳到地震預警網絡伺服器，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)接收地震預警網絡伺服器傳回來的地震預警信息，同時利用顯示和聲音報警電路
(4)進行顯示和聲音報警提示，報警信息包括地震震級的大小、地震波預計到達本處的時間等，提醒人員採取逃生措施。
[0025]選用聲音報警方式，當地震發生時，可及時提醒人們逃生，聲音報警採用聲音頻率高低表示地震震級強度的大小、聲音間隔的長短表示地震波傳播到此地的遠近，可通過聲音頻率高低和聲音間隔長短判斷合理的逃生方式，不至於引發不必要的緊張氣氛，若聲音頻率較高且聲音間隔較短，說明地震震級比較高且震源離此地較近，則持有家用可攜式監測終端設備者需立即採取逃生措施，如住在樓層較低的居民可以跑出居民樓去比較寬敞的廣場，樓層較高的居民可以選擇在牆角或是堅硬的桌子下躲避，以免砸傷。
[0026]輔助求生模塊(5)由脈搏及體溫測量模塊、近距離無線脈衝信號發射、近距離無線對講三個部分組成。
[0027]地震後，如果受災人員被掩埋在大型重物(如樓房、建築物)中，不能自己從廢墟中逃出，持有家庭可攜式終端者可利用脈搏及體溫測量模塊主動發出無線脈衝信號為求救信號，搜救人員也可用相關設備搜索受災者發射的求救信號，信號中包含受災人員GPS定位信息、脈搏、體溫等生命特徵信息，方便搜救人員快速得知受災人員的相關信息，以增大受災人員的獲救機率。
[0028]地震發生後，持有者可利用近距離無線對講模塊主動發出呼救，在搜救過程中，可以與搜救人員進行相互溝通，使搜救人員快速得知受災人員的地理位置，並了解受災人員的被困狀態和傷勢情況，可提前做好緊急救援措施，提高受災人員獲救機率。
[0029]收音機(8)不僅可以在地震發生後使用，而且在日常生活中也能夠接收頻率收聽節目。此終端還具有溫溼度測量模塊(6 )、時鐘模塊(10 )，溫溼度傳感器可測量室內外環境溫溼度，時鐘模塊(10)用於網絡對時，並通過顯示和聲音模塊(4)實時顯示時間、溫度、溼度?目息。
[0030]地震發生後，持有該家用可攜式監測終端者可通過按鍵模塊(9)選擇播放地震逃生和被困後的求生常識，讓受災人員放平心態，根據自身情況選擇逃生方式，同時有應急照明(7)給受災人員照亮，使受災人員求生信念增強，也可選擇收音機模塊收聽地震報導和救援?目息。
[0031]通過網絡將家用可攜式監測終端與地震預警網絡伺服器連接，網絡分為有線網絡或無線網絡，無線網絡可以是2G網絡，也可以是3G網絡或Wifi。
[0032]CPU (11)可以選用89C51系列，也可以選用MSP430系列，如果選擇MSP430系列，具有超低功耗，強大的處理能力，16位微控制器，豐富的片上外圍模塊。
[0033]上述所說的電池(12)種類有很多種，有原電池，即不能再充電的電池；二次電池、即可充電池，燃料電池，貯備電池等。此裝置需選用可充電池，一旦從充電與固定基座(13)上拔下，能保證長時間供電，讓受災人員有充足電量使用輔助求生功能和使用收音機收聽救援?目息。
[0034]以上所述僅為本發明的較佳實施實例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，該終端包括三維加速度傳感器(I)、GPS全球定位模塊(2)、有線和無線網絡通訊模塊(3)、顯示和聲音模塊(4)、輔助求生模塊(5)、溫溼度測量模塊(6)、應急照明(7)、收音機(8)、按鍵模塊(9)、時鐘模塊(10)、分別通過相應的接口與CPU(Il)相連，另外，還包括電池(12)、充電與固定基座(13)。
2.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，三維加速度傳感器(I)用於監測地震發生時產生的P波和S波，GPS全球定位系統(2)用於實時測量自身地理位置，由CPU(Il)進行分析處理，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)，將地震波和自身地理位置信息實時上傳到地震預警網絡伺服器，並通過有線和無線網絡通訊模塊(3)接收地震預警網絡伺服器傳回來的地震預警信息，利用顯示和聲音報警電路(4)進行顯示和聲音報警提示，包括震級、地震波預計到達本處的時間等，提醒人員逃生。
3.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，輔助求生模塊(5)包括脈搏及體溫測量模塊、近距離無線脈衝信號發射、近距離無線對講三個部分，地震後受災人員如果被掩埋在建築中，脈搏及體溫測量模塊可主動採集持有者的脈搏體溫等生命體徵信息，通過近距離無線脈衝模塊主動或被動對外發射求救信號，近距離無線對講模塊可用於主動呼救，以及在被搜救人員發現後進行相互溝通。
4.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，通過按鍵模塊(9)選擇，持有者可利用顯示和聲音模塊(4)選擇播放地震逃生和被困後的求生常識，並由應急照明(7)照亮，以及利用收音機模塊⑶收聽有關的救援信息。
5.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，溫溼度傳感器(6)可測量環境溫溼度，時鐘模塊(10)用於網絡對時，並通過顯示和聲音模塊(4)實時顯示時間、溫度、溼度信息。
6.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，正常情況下該裝置插於充電與固定基座上(13)，保持電池(12)滿電狀態，並起固定作用，保證振動信號測量準確。
7.根據權利要求1所述的用於地震預警雲監測網絡的家用可攜式監測終端，其特徵在於，顯示和聲音模塊(4)的報警方式採用聲音的不同頻率表示震級強度、聲音的不同間隔表示預警時間長短。
【文檔編號】G08B21/10GK104077891SQ201410340776
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】周封, 周至柔, 郝婷, 王晨光, 王丙全, 劉健, 賀琳琳, 謝恩哲, 胡海濤 申請人:哈爾濱理工大學, 周封