地震前兆野外流動觀測無線組網的製作方法
2023-05-21 16:23:46 2
專利名稱：地震前兆野外流動觀測無線組網的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適於流動監測、應急密集觀測的地震前兆野外流動觀測無線組網，以實現國家範圍內的監測資源和信息快速共享。
背景技術：
野外流動觀測臺網可以進行數據的實時記錄與傳輸，在特定區域和特定時間段內形成強化物理量觀測，以提高監測能力和異常情況跟蹤能力。這種野外流動觀測可以產出各種物理量的區域場時空分布數據，以利於不同前兆異常信息的對比研究和一致性研究； 產出同一種觀測手段的地震異常信息相關性分析數據；檢查不同前兆觀測手段對不同強度地震的反應能力；探索前兆觀測為地震危險區地震趨勢判定的應急觀測的可行性。在進行這些工作時，流動臺網的數據傳輸與儀器監控成為至關重要的一環，組建一個適應性強、性能穩定的數據傳輸網絡顯得尤為重要。面對分散在各地，數量眾多的採集點，如何利用先進的無線通信技術，將來自這些採集點的大量數據實時可靠地傳送到監控中心，並保證數據傳輸的連續性及穩定性，從而實現遠程儀器監測，就成為本實用新型所想要解決的問題。
發明內容鑑於上述現有情況，本實用新型旨在提供一種針對地震設備遠程監控、遠程數據採集的地震前兆野外流動觀測無線組網，以保證現場監測系統與遠程監控中心的有效連接，及時了解和掌控現場信息。本實用新型是通過以下技術方案來實現的地震前兆野外流動觀測無線組網，包括一個或一個以上的觀測儀器、與觀測儀器連接的無線接入系統，與無線接入系統實現無線數據傳輸的寬帶無線網絡接入系統，以及與寬帶無線網絡接入系統連接的遠端前兆流動觀測中心。觀測儀器，用於對當前環境探測和數據採集。無線接入系統，接收觀測儀器採集的數據，並以無線方式與寬帶無線網絡接入系統進行數據交換和指令接收。寬帶無線網絡接入系統，接收各無線接入系統數據信息，以寬帶網絡的方式將信息傳送到遠端前兆流動觀測中心，同時，接收遠端前兆流動觀測中心的指令。遠端前兆流動觀測中心，確認信息來源，對接收信息進行處理和分析，並對組網發出相應控制指令。所述無線接入系統包括與觀測儀器一一對應連接的無線接收模塊和連接在無線接收模塊上的天線，以及為無線接收模塊提供電力的電源，無線接收模塊通過天線與寬帶無線網絡接入系統實現無線信號傳輸。所述寬帶無線網絡接入系統包括基於基站傳輸系統的發信機和射頻系統，射頻系統與無線接收模塊間通過天線進行無線信號傳輸和控制；發信機負責信號的接收、發送和處理，並通過寬帶網絡與遠端前兆流動觀測中心實現信息傳輸。[0012]所述遠端前兆流動觀測中心包括監控中心和伺服器，伺服器通過寬帶網絡與發信機連通，伺服器接受監控中心的指令，對傳輸數據進行接收、傳送、處理和存儲。本實用新型所述的地震前兆野外流動觀測無線組網，具有使用便捷、檢修方便、高傳輸率、大傳輸範圍、可移動性和組網靈活等特點，適於在野外環境下的流動觀測，適用範圍廣、適用性強，特別是在地震設備遠程監控和遠程數據採集等方面具有重大的現實意義， 有效保證了野外環境下地震信息的隨時採集、隨時傳送和隨時存儲，合理解決了地震前兆野外流動觀測的現實問題，為地震研究提供了及時、可靠的有效數據，保證了地震研究過程的準確性和真實性。
圖1為本實用新型的結構示意框圖。
具體實施方式
本實用新型的目的是通過組網的方式，使分布在空間各個位置上的觀測儀器所採集的數據信息，能夠通過網絡連接的方式實現資源共享和準確、快速傳輸，從而實現遠程監控和管理的目的。
以下結合附圖1對本實用新型做進一步的描述以三個觀測儀器為例，本實用新型所述的地震前兆野外流動觀測無線組網，包括 分布在各地的三個遠端觀測儀器1，分別與三個觀測儀器1連接的無線接入系統2，與無線接入系統2可實現無線數據傳輸的寬帶無線網絡接入系統3，以及與寬帶無線網絡接入系統3連接的遠端前兆流動觀測中心4。其中，無線接入系統2包括與觀測儀器1 一一對應連接的二個無線接收模塊5和連接在無線接收模塊5上的三個天線6，以及為無線接收模塊5提供電力的電源7。觀測儀器1用於對當地環境信息進行隨時探測和數據採集，觀測儀器1可通過RS232、USB 口或 RJ45接口一一對應連接在無線接收模塊5上，無線接收模塊5以McWiLL寬帶無線技術為基礎，通過大線6與寬帶無線網絡接入系統3實現無線信號傳輸，從而將分布在各地的大量探測信息隨時傳輸並匯總到寬帶無線網絡接入系統3中，以實現數據的遠程採集。當然，隨著觀測儀器1數量的增多，其分布的面積不斷擴大，從而探測範圍也可無限擴展，保證了探測的廣泛行。寬帶無線網絡接入系統3包括基於基站傳輸系統的發信機9和射頻系統8。射頻系統8負責與天線6進行無線信號傳輸和控制，射頻系統8可以根據系統容量、載頻個數、 扇區個數和負載情況靈活安排配置，如載波的調製和解調、射頻前端接口和天饋等，同時， 還能完成包括功率控制和小區域繁榮、枯萎、呼吸等功能。發信機9負責傳輸信號的具體接收、發送和處理，並通過寬帶網絡與遠端前兆流動觀測中心4實現信息傳輸。其中，寬帶網絡既可為公網，分布廣泛、傳送方便；也可為專用IP骨幹網，傳送安全、快捷。遠端前兆流動觀測中心4包括監控中心11和伺服器10。伺服器10通過寬帶網絡與發信機9連通，伺服器10接受監控中心11的指令，對傳輸數據進行接收、傳送、處理和存儲。其中，監控中心11可通過相應的管理軟體對傳輸數據的過程進行相應管理、控制和身份識別，並可對接收到的數據進行相應匯總、編排和再處理，從而形成所需的統計信息，為後期遠程監控和管理提供數據支持。 其具體工作過程為三個觀測儀器1在觀測前，首先需在遠端前兆流動觀測中心 4進行信息登記，將設備的某些固有信息進行入庫管理，只有登記過的設備才能實現後期的設備註冊功能，並進行組網管理。同時，接入到地震前兆野外流動觀測無線組網中的設備還需具有DHCP動態獲取網絡地址功能。設備上電後通過無線網絡設備自動獲取儀器IP位址等網絡參數。設備在獲得網絡地址後連接遠端前兆流動觀測中心4並進行登記，登記成功後成為正式觀測設備，並得到認證碼，從而以認證碼保持與遠端前兆流動觀測中心4間的傳輸通道正常連通，註冊過程成功完成，完成後的觀測儀器1需立刻連接到中心的數據埠，並保持連通狀態。接著，觀測儀器1開始接受指令向中心數據端發送實時觀測數據，其中，觀測儀器1首先通過連接接口將探測信息發送到與之對應的無線接收模塊5中，無線接收模塊5分別通過天線6與射頻系統8進行無線信號傳輸，在接受射頻系統8傳輸控制的同時，傳送的信息被暫時存儲到發信機9中，發信機9再通過公網或IP骨幹網與遠端前兆流動觀測中心4的伺服器10進行通信和數據傳輸，最終將不同地方的探測數據匯總並存儲到遠端伺服器10中，隨著操控人員通過監控中心11對匯總後探測信息進行分析和處理，即可在遠端得到想要的現場數據信息，至此，整個傳送和監控過程完成。最後，當觀測儀器1 停止觀測時，所有功能會自動失效並予以記錄，直至重新註冊為止。
權利要求1.地震前兆野外流動觀測無線組網，其特徵在於，包括一個或一個以上的觀測儀器、與觀測儀器連接的無線接入系統，與無線接入系統實現無線數據傳輸的寬帶無線網絡接入系統，以及與寬帶無線網絡接入系統連接的遠端前兆流動觀測中心； 觀測儀器，用於對當前環境探測和數據採集；無線接入系統，接收觀測儀器採集的數據，並以無線方式與寬帶無線網絡接入系統進行數據交換和指令接收；所述無線接入系統包括與觀測儀器一一對應連接的無線接收模塊和連接在無線接收模塊上的天線，以及為無線接收模塊提供電力的電源，所述無線接收模塊通過天線與寬帶無線網絡接入系統實現無線信號傳輸；寬帶無線網絡接入系統，接收各無線接入系統數據信息，以寬帶網絡的方式將信息傳送到遠端前兆流動觀測中心，同時，接收遠端前兆流動觀測中心的指令；所述寬帶無線網絡接入系統包括基於基站傳輸系統的發信機和射頻系統，所述射頻系統與無線接收模塊間通過天線進行無線信號傳輸和控制；所述發信機負責信號的接收、發送和處理，並通過寬帶網絡與遠端前兆流動觀測中心實現信息傳輸；遠端前兆流動觀測中心，確認信息來源，對接收信息進行處理和分析，並對組網發出相應控制指令；所述遠端前兆流動觀測中心包括監控中心和伺服器，所述伺服器通過寬帶網絡與發信機連通，伺服器接受監控中心的指令，對傳輸數據進行接收、傳送、處理和存儲。
專利摘要本實用新型公開了一種地震前兆野外流動觀測無線組網，包括一個或一個以上的觀測儀器、與觀測儀器連接的無線接入系統，與無線接入系統實現無線數據傳輸的寬帶無線網絡接入系統，以及與寬帶無線網絡接入系統連接的遠端前兆流動觀測中心。其結構使用便捷、檢修方便、傳輸範圍廣、可移動性強，適於在野外環境下的流動觀測，採集信息隨時傳送、隨時存儲，特別是在地震設備遠程監控和遠程數據採集等方面具有重大的現實意義，提高了地震研究過程數據採集的準確性和真實性。
文檔編號H04W84/18GK202231870SQ20112027205
公開日2012年5月23日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者張煉, 滕雲田, 王喜珍, 王曉美, 王晨, 黃經國 申請人:中國地震局地球物理研究所