CN104101882B - 无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法，是基于北斗/GPRS/WiFi三网联合，由无缆地震仪定位通讯装置和无缆地震仪追踪器两部分构成，无缆地震仪定位通讯装置内置于无缆地震仪，用于完成无缆地震仪空间位置定位和坐标追踪通讯。通过北斗通讯***联合GPRS通讯***实现无缆地震仪的绝对位置定位，并通过WiFi网络信号扫描确定丢失无缆地震仪的最终位置。北斗、GPRS、WiFi三网联合的搜索方法，解决了无缆地震仪在复杂地形环境中遗失和被盗后的追踪搜索难的问题。具有覆盖范围广，能穿透建筑物，具有精确追踪的优点。

Description

无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法

技术领域：

本发明涉及一种无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法，尤其是涉及北斗/GPRS/WiFi三网联合的无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法。

背景技术：

地震勘探方法是地质调查、矿产资源勘查的重要地球物理方法，世界上绝大部分油田和天然气田都是通过地震勘探方法找到的。地震仪是地震勘探方法所依赖和使用的电子仪器，其主要用来完成地震数据的采集、传输和存储。无缆地震仪是近年来地震仪研究的热点，它以单个地震采集站节点为单元，采用独立存储式结构，集数据采集和存储为一体，地震数据并不现场传回控制中心，而是就地存储，待野外施工完成后统一回收地震采集站，通过专用回收装置集中回收地震数据。由于摆脱了电缆线且不需要现场进行地震数据回收，极大提高了野外工作效率，同时地震采集道数和野外排列形式不受限制，这极大增加了地震数据采集的灵活性；由于以上优势，无缆地震仪成了未来地震数据采集的发展方向，尤其是复杂地形地表条件下高密度、大道数地震数据采集。

随着无缆地震仪地震勘探实践的深入，无缆地震仪出现了越来越多的失踪和丢失现象。一方面，无缆地震仪经常被用于在复杂地形地区、艰苦及障碍地区的地震数据采集，每个无缆地震仪单独摆放并且独立工作，因野外地形起伏较大和地表植被覆盖等因素影响，无缆地震仪处于一种可视条件较差的应用条件下，视线不畅影响了无缆地震仪的回收，野外施工人员因看不到被遮挡的无缆地震仪而遗失部分无缆地震仪；另一方面，地震勘探施工区域跨度较大(几公里到几十公里)，在地震采集过程中，大部分地震仪不在可监控的视线范围内，有的应用场合中无缆地震仪可能要在野外连续工作几个月，在大范围和长时间的工作情况下，经常发生无缆地震仪被人为盗走的情况(出于好奇或者变卖等原因)，从而导致珍贵地震数据丢失。

目前针对无缆地震仪野外丢失问题，尚无有效的追踪装置和搜索方法。

发明内容：

本发明的目的就是针对无缆地震仪在野外经常丢失问题，提供一种基于北斗/GPRS/WiFi三网联合的无缆地震仪防盗追踪装置及追踪方法。

本发明由两部分构成：无缆地震仪定位通讯装置(见附图2)和无缆地震仪追踪器(附图3)。无缆地震仪定位通讯装置内置于无缆地震仪，用于完成无缆地震仪空间位置定位和坐标追踪通讯。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

无缆地震仪防盗追踪装置是基于北斗、GPRS和WiFi三网的联合，由现有无缆地震仪内装有的无缆地震仪定位通讯装置和无缆地震仪追踪器两部分组成：

所述的无缆地震仪定位通讯装置，是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和声光报警单元构成；

所述的无缆地震仪追踪器，是由是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和点阵液晶显示器构成。

无缆地震仪定位通讯装置通讯方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、收到“搜索”命令则启动被动跟踪过程；

B、提取坐标和当前绝对时间值；

C、生成被动信标消息；

D、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

E、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

F、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到B步骤；

G、是，开启声光报警装置。

II.主动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、每隔60秒，通过北斗定位通讯单元完成坐标更新，并将最新坐标与无缆地震仪起始坐标进行比较，由此计算无缆地震仪的位移值；

C、位移值大于50米否？否，返回B步骤；

D、是，进入主动跟踪过程；

E、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元联合定位完成坐标更新，并提取坐标和当前绝对时间值；

F、生成主动信标消息；

G、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

H、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

J、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到E步骤；

G、是，开启声光报警装置。

无缆地震仪追踪器追踪方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

a、启动搜索；

b、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发送搜索命令；

c、收到被动信标否？否，返回b步骤，是，转下步；

d、从被动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

e、提示用户向目标位置移动；

f、检测无缆地震仪WiFi网络，否，等待10秒返回d步骤，是，转下步；

g、接入无缆地震仪WiFi网络；

h、发送开启声光报警命令。

II.主动跟踪方法

a、收到主动信标否？否，返回等待10秒，是，转下步；

b、从主动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

c、提示用户向目标位置移动；

d、检测无缆地震仪WiFi网络，否，返回等待10秒，是，转下步；

e、接入无缆地震仪WiFi网络；

f、发送开启声光报警命令。

无缆地震仪防盗追踪装置的追踪方法，是基于北斗、GPRS和WiFi三网的联合，其特征在于，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

一、在野外施工完成后，若发现有无缆地震仪遗失，则通过无缆地震仪追踪器的北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发出“搜索命令”；

二、无缆地震仪定位通讯装置在接收到“搜索命令”后进入被动跟踪；

三、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

四、发送“被动跟踪信标”，在完成首次“被动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

五、无缆地震仪追踪器在收到被动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，

六、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

II.主动跟踪方法

㈠、在野外施工过程中，无缆地震仪定位通讯装置通过北斗定位通讯单元周期性(周期为60秒)地获取无缆地震仪坐标信息并由此计算无缆地震仪的位移；

㈡、当无缆地震仪定位通讯装置检测到无缆地震仪位移大于50米时，进入主动跟踪过程；

㈢、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

㈣、发送“主动跟踪信标”，在完成首次“主动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

㈤、无缆地震仪追踪器在收到主动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，

㈥、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

有益效果:无缆地震仪的搜索方法采用“三网联合逐次逼近法”，如附图6、7所示，无缆地震仪***持续监听“被动跟踪信标”或“主动跟踪信标”，若通过北斗定位通讯单元接收到有效的信标则提取无缆地震仪#1的当前位置坐标，并根据坐标信息进入目标搜索区域，然后开启WiFi通讯单元进行WiFi信号扫描，扫描到无缆地震仪的的WiFi网络后加入该WiFi网络，最后通过WiFi网络启动无缆地震仪定位通讯装置的声光报警装置，最终确定无缆地震仪位置；若通过GPRS通讯模块接收到有效的信标则提取无缆地震仪#2的当前位置坐标，并根据坐标信息进入目标搜索区域，然后开启WiFi通讯单元进行WiFi信号扫描，扫描到无缆地震仪的的WiFi网络后加入该WiFi网络，最后通过WiFi网络启动无缆地震仪定位通讯装置的声光报警装置，最终确定无缆地震仪位置。

无缆地震仪防盗追踪装置通过北斗卫星定位通讯***联合GPRS通讯***实现无缆地震仪的绝对位置定位，并通过WiFi网络信号扫描确定丢失无缆地震仪的最终位置。北斗、GPRS、WiFi三网联合的搜索方法解决了无缆地震仪在复杂地形环境中遗失和被盗后的追踪搜索问题，具有覆盖范围广，能穿透建筑物，具有精确追踪的优点。

附图说明：

附图1无缆地震仪追踪示意图

附图2无缆地震仪定位通讯装置结构框图

附图3无缆地震仪追踪器结构框图

附图4无缆地震仪定位通讯装置通讯方法流程图

附图5无缆地震仪追踪器追踪方法流程图

附图6被动跟踪信标信息结构图

附图7主动跟踪信标信息结构图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

无缆地震仪防盗追踪装置是基于北斗、GPRS和WiFi三网的联合，由现有无缆地震仪内装有的无缆地震仪定位通讯装置和无缆地震仪追踪器两部分组成：

所述的无缆地震仪定位通讯装置，是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和声光报警单元构成；

所述的无缆地震仪追踪器，是由是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和点阵液晶显示器构成。

无缆地震仪定位通讯装置通讯方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、收到“搜索”命令则启动被动跟踪过程；

B、提取坐标和当前绝对时间值；

C、生成被动信标消息；

D、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

E、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

F、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到B步骤；

G、是，开启声光报警装置。

II.主动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、每隔60秒，通过北斗定位通讯单元完成坐标更新，并将最新坐标与无缆地震仪起始坐标进行比较，由此计算无缆地震仪的位移值；

C、位移值大于50米否？否，返回B步骤；

D、是，进入主动跟踪过程；

E、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元联合定位完成坐标更新，并提取坐标和当前绝对时间值；

F、生成主动信标消息；

G、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

H、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

J、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到E步骤；

G、是，开启声光报警装置。

无缆地震仪追踪器追踪方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

a、启动搜索；

b、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发送搜索命令；

c、收到被动信标否？否，返回b步骤，是，转下步；

d、从被动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

e、提示用户向目标位置移动；

f、检测无缆地震仪WiFi网络，否，等待10秒返回d步骤，是，转下步；

g、接入无缆地震仪WiFi网络；

h、发送开启声光报警命令。

II.主动跟踪方法

a、收到主动信标否？否，返回等待10秒，是，转下步；

b、从主动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

c、提示用户向目标位置移动；

d、检测无缆地震仪WiFi网络，否，返回等待10秒，是，转下步；

e、接入无缆地震仪WiFi网络；

f、发送开启声光报警命令。

无缆地震仪防盗追踪装置的追踪方法，是基于北斗、GPRS和WiFi三网的联合，其特征在于，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

一、在野外施工完成后，若发现有无缆地震仪遗失，则通过无缆地震仪追踪器的北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发出“搜索命令”；

二、无缆地震仪定位通讯装置在接收到“搜索命令”后进入被动跟踪；

三、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

四、发送“被动跟踪信标”，在完成首次“被动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

五、无缆地震仪追踪器在收到被动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，

六、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

II.主动跟踪方法

一、在野外施工过程中，无缆地震仪定位通讯装置通过北斗定位通讯单元周期性(周期为60秒)地获取无缆地震仪坐标信息并由此计算无缆地震仪的位移；

二、当无缆地震仪定位通讯装置检测到无缆地震仪位移大于50米时，进入主动跟踪过程；

三、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

四、发送“主动跟踪信标”，在完成首次“主动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

五、无缆地震仪追踪器在收到主动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，

六、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

由北斗定位通讯单元、北斗天线、GPRS通讯单元、GPRS天线、WiFi通讯单元、WiFi通讯天线、主控制器、存储器、声光报警单元构成；主控制器通过UART接口与北斗定位通讯单元相连，北斗卫星定位单元与北斗天线通过同轴电缆直接相连，主控制器通过UART接口与GPRS通讯单元相连，GPRS通讯单元通过同轴电缆线与GPRS天线直接相连，主控制器通过SPI接口与WiFi通讯单元相连，WiFi通讯单元与WiFi天线直接相连，主控制器通过静态存储器接口与存储器相连，主控制器通过GPIO口与声光报警单元相连。主控制器是无缆地震仪定位通讯装置的控制中心，用于控制北斗定位通讯单元、GPRS通讯单元、WiFi通讯单元和存储器。北斗定位通讯单元通过北斗卫星定位***获取无缆地震仪的经度、纬度、海拔高度信息从而获得无缆地震仪的三维空间位置信息，并可通过北斗卫星通讯***与无缆地震仪追踪器建立通讯联系，可接收来自无缆地震仪追踪器的控制指令并将三维空间位置信息或其他位置信息返回。GPRS通讯单元用来获取无缆地震仪附近的手机基站编号等信息，同时可以与无缆地震仪追踪器建立通讯联系，完成二者之间的信息交互；WiFi通讯单元用于近距离发送位置信息并提供可追踪WiFi通讯信号；存储器用于存储无缆地震仪的轨迹和位置信息；声光报警单元用于生成报警提示声音信号和光信号。

无缆地震仪定位通讯装置各单元实现如下：主控制器采用C8051F060芯片，北斗定位通讯单元采用BDTM8511OEM，北斗天线采用北斗一代定位通讯天线，GPRS通讯单元采用SIM900A OEM，GPRS天线采用鞭状天线，WiFi通讯单元采用Marvell8686芯片，WiFi通讯天线采用铜膜天线，存储器采用IS61LV5128AL芯片，声光报警单元采用X3060器件。无缆地震仪追踪器的各单元电路实现如下：主控制器采用AT91RM9200芯片，存储器采用HY57V281620芯片，点阵液晶显示器采用800x600点阵液晶显示器，北斗定位通讯单元采用BDTM8511OEM，北斗天线采用北斗一代定位通讯天线，GPRS通讯单元采用SIM900A OEM，GPRS天线采用鞭状天线，WiFi通讯单元采用Marvell8686芯片，WiFi通讯天线采用铜膜天线。

无缆地震仪定位通讯装置通讯方法如图4所示流程图，由北斗定位通讯单元控制模块、GPRS通讯单元控制模块、WiFi通讯单元控制模块、声光报警单元控制模块和存储模块构成。北斗定位通讯单元控制模块负责完成对北斗定位通讯单元的位置定位控制和北斗卫星通讯数据收发控制；GPRS通讯单元控制模块负责完成对GPRS通讯模块的数据收发控制；WiFi通讯单元控制模块负责启动WiFi通讯网络和监听WiFi网络接收到的控制命令；声光报警单元控制模块负责启动声光报警单元；存储模块负责完成对无缆地震仪的多个位置坐标和每个位置坐标对应的绝对时间值的存储。

本装置在启动后，首先通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标，然后判断是否接收到来自无缆地震仪追踪器的搜索命令，若接收到搜索命令，则启动被动跟踪过程(被动跟踪流程分支)，若没有收到搜索命令，则更新无缆地震仪坐标信息，然后与无缆地震仪起始坐标做比较，并判断无缆地震仪位移是否大于50米，若位移大于50米则启动主动跟踪过程(主动跟踪流程分支)，否则等待60秒，然后再次进入上述判断循环。本装置在进入被动跟踪流程分支之后，首先通过北斗定位通讯单元或者GPRS通讯单元获取无缆地震仪当前位置坐标，然后提取当前绝对时间值并生成“被动信标”信息，接着判断WiFi网络是否建立，若没有建立则启动WiFi通讯单元并建立Ad-hoc通讯网络，在等待60秒后，判断是否收到“开启声光报警”命令，若没有收到“开启声光报警”命令，则重复进入被动跟踪流程分支继续追踪，若收到该命令，则开启声光报警装置，最后结束追踪过程。本装置在进入主动跟踪流程分支之后，首先通过北斗定位通讯单元或者GPRS通讯单元获取无缆地震仪当前位置坐标，然后提取当前绝对时间值并生成“主动信标”信息，接着判断WiFi网络是否建立，若没有建立则启动WiFi通讯单元并建立Ad-hoc通讯网络，在等待60秒后，判断是否收到“开启声光报警”命令，若没有收到“开启声光报警”命令，则重复进入主动跟踪流程分支继续追踪，若收到该命令，则开启声光报警装置，最后结束追踪过程。

无缆地震仪追踪器追踪方法如图5所示流程图由北斗定位通讯单元控制模块、GPRS通讯单元控制模块、WiFi通讯单元控制模块、点阵液晶显示器控制模块和存储模块构成；北斗定位通讯单元控制模块负责完成对北斗定位通讯单元的位置定位控制和北斗卫星通讯数据收发控制；GPRS通讯单元控制模块负责完成对GPRS通讯模块的数据收发控制；WiFi通讯单元控制模块负责启动WiFi通讯网络扫描和发送WiFi网络控制命令，点阵液晶显示器控制模块负责液晶显示器的信息显示控制；存储模块负责完成对目标无缆地震仪的多个位置坐标和每个位置坐标对应的绝对时间值的存储。

无缆地震仪追踪器启动后，首先判断追踪类型，若监测到用户启动搜索过程，则进入被动搜索流程分支，若收到“主动信标”信息，则进入主动搜索流程分支。程序进入被动搜索流程分支后，通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送“搜索”命令，然后等待10秒，接着判断是否收到“被动信标”信息，若没收到“被动信标”信息，则重复发送“搜索”命令，若收到“被动信标”则从中提取被跟踪无缆地震仪站号和坐标信息，接着通过点阵液晶显示器提示用户向目标位置移动，然后判断是否检测到无缆地震仪WiFi网络，若没有检测到无缆地震仪WiFi网络，则继续检测接收“被动信标”，若检测到无缆地震仪WiFi网络，则接入该WiFi通讯网络并通过WiFi网络发送“开启声光报警”命令，最终结束搜索过程。程序进入主动搜索流程分支后，首先从“主动信标”中提取被跟踪无缆地震仪站号和坐标信息，接着通过点阵液晶显示器提示用户发生无缆地震仪被盗事件，并显示其当前坐标，提示用户向目标位置移动，然后判断是否检测到无缆地震仪WiFi网络，若没有检测到无缆地震仪WiFi网络，则继续检测接收“主动信标”信息，继续追踪过程，若检测到无缆地震仪WiFi网络，则接入该WiFi通讯网络并通过WiFi网络发送“开启声光报警”命令，最终结束搜索过程。

无缆地震仪追踪方法：在野外施工完成后，若发现有部分无缆地震仪遗失，则通过无缆地震仪追踪器的北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发出“搜索命令”，无缆地震仪定位通讯装置在接收到“搜索命令”后进入被动跟踪过程：无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间，然后发送“被动跟踪信标”，在完成首次“被动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送。无缆地震仪追踪器在收到被动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，然后通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

无缆地震仪追踪过程如下：无缆地震仪定位通讯装置通过北斗定位***获得自身的WGS-84大地经纬坐标，并周期性刷新该坐标信息，若识别到无缆地震仪发生位移且位移值大于警戒值(50米)，则触发追踪警报并启动主动追踪过程。无缆地震仪定位通讯装置首先记录下无缆地震仪的位移起点坐标，并通过北斗和GPRS联合定位获得当前位置坐标，然后通过北斗定位通讯单元或GPRS通讯单元同时发送“主动跟踪信标”至无缆地震仪追踪器，完成首次“主动跟踪信标”发送后，激活自身WiFi通讯单元，建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络。无缆地震仪定位通讯装置在收到反馈信息之前，每60秒更新一次当前位置坐标值和当前时间，并持续发送“主动跟踪信标”。无缆地震仪追踪器通过自身的北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元持续监听报警信息，当接收到无缆地震仪信标信息后，将信标信息解译并显示在点阵液晶显示器上，并持续更新该信息，待无缆地震仪追踪器到达失踪地震仪的最后绝对坐标位置附近后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络，最后通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。

无缆地震仪追踪器独立工作，用于搜索丢失的无缆地震仪，由主控制器、点阵液晶显示器、北斗定位通讯单元、北斗天线、GPRS通讯单元、GPRS天线、WiFi通讯单元、WiFi天线、存储器构成；主控制器通过并行口与点阵液晶显示器相连，主控制器通过UART接口与北斗定位通讯单元相连，北斗卫星定位单元与北斗天线通过同轴电缆直接相连，主控制器通过UART接口与GPRS通讯单元相连，GPRS通讯单元通过同轴电缆线与GPRS天线直接相连，主控制器通过SPI接口与WiFi通讯单元相连，WiFi通讯单元与WiFi天线直接相连，主控制器通过SDRAM接口与存储器相连。北斗定位通讯单元用于获得无缆地震仪追踪器的自身位置、接收来自无缆地震仪定位通讯装置的信息，GPRS通讯单元用于搜索无缆地震仪追踪器附件的手机基站并接收来自无缆地震仪定位通讯装置的信息，WiFi通讯单元用于搜索附近的无缆地震仪定位通讯装置WiFi信号源，进而锁定无缆地震仪定位通讯装置的位置。

无缆地震仪防盗追踪装置采用北斗、GPRS、WiFi三网联合定位方法实现无缆地震仪地理位置的全空间定位，其中北斗和GPRS联合实现无缆地震仪的绝对坐标定位，WiFi用于实现小范围相对位置的定位。无缆地震仪北斗定位通讯单元通过北斗卫星定位***实现WGS-84大地经纬坐标的计算，北斗卫星定位***能够覆盖范围广且通讯盲区少，可以实现包括偏远地区在内的绝大部分区域内的无缆地震仪地理坐标定位；当无缆地震仪定位通讯装置被人为遮挡而失去北斗卫星定位信号时，无缆地震仪定位通讯装置可通过GPRS通讯单元实现地理位置辅助定位(网格化定位)，GPRS通讯网是由大量蜂窝式GPRS通讯基站相互连接而构成，每个GPRS基站均覆盖一片特定地理区域(称为GPRS服务区)且拥有唯一的编号，无缆地震仪定位通讯装置通过GPRS通讯单元搜索GPRS服务区中的GPRS通讯基站，提取GPRS通讯基站的编号信息，然后通过检索该GPRS通讯基站的地理位置坐标得到无缆地震仪的绝对位置坐标；无缆地震仪定位通讯装置通过WiFi通讯单元在无缆地震仪周围建立一个Ad-hoc模式的WiFi通讯节点，实现半径为400米的圆形WiFi覆盖区域，用于无缆地震仪相对位置搜索，无缆地震仪追踪器通过搜索该WiFi通讯网络实现无缆地震仪的小范围相对位置定位，从而最终找到丢失的无缆地震仪；总之，无缆地震仪定位通讯装置通过北斗定位通讯单元结合GPRS通讯单元获得丢失无缆地震仪的地理位置后，以该坐标为中心点展开小范围WiFi信号搜索(相对定位)，从而确定无缆地震仪的最终位置。

无缆地震仪防盗追踪装置采用北斗卫星通讯网和GPRS通讯网联合双冗余通讯方法实现无缆地震仪的位置连续跟踪。无缆地震仪在被遗失或被盗后进入连续跟踪状态，在该状态下无缆地震仪定位通讯装置周期性连续发送自身的站号和当前位置坐标等信息(称为“跟踪信标”)到无缆地震仪追踪器，为确保信标被无缆地震仪追踪器接收，信标信息将通过北斗卫星通讯网和GPRS通讯网同时发送(双冗余发送)。在无缆地震仪被遗失的情况下，无缆地震仪追踪过程由无缆地震仪追踪器发送“搜索命令”来启动，被遗失的无缆地震仪定位通讯装置在接收到“搜索命令”后激活跟踪过程，生成“被动跟踪信标”，该信标内容包括无缆地震仪站号(无缆地震仪采集站编号)、无缆地震仪当前位置坐标(经度、纬度、海拔高度)、本次信标发送时间(年月日时分秒)等信息(见附图3)；在无缆地震仪被盗的情形下，无缆地震仪连续监测自身的位置坐标，当识别到发生大于50米的位移时自动进入跟踪过程，生成“主动跟踪信标”，该信标内容包括被盗无缆地震仪编号、无缆地震仪位移起点坐标、无缆地震仪当前坐标、本次信标发送时间等信息(见附图6)。无缆地震仪***通过连续监测“被动跟踪信标”或“主动跟踪信标”即可实现对无缆地震仪的位置跟踪。

Claims (3)

1.一种北斗、GPRS和WiFi三网联合的无缆地震仪防盗追踪装置，由无缆地震仪内装有的无缆地震仪定位通讯装置和无缆地震仪追踪器两部分组成，

——无缆地震仪定位通讯装置，是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和声光报警单元构成；

——无缆地震仪追踪器，是由主控制器分别连接北斗定位通信单元及北斗天线、GPRS通讯单元及GPRS天线、WiFi通讯单元及WiFi通讯天线、存储器和点阵液晶显示器构成；

其特征在于：无缆地震仪定位通讯装置的通讯方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、收到“搜索”命令则启动被动跟踪过程，提取坐标和当前绝对时间值；

C、生成被动信标消息；

D、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

E、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

F、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到B步骤；

G、是，开启声光报警装置；

II.主动跟踪方法

A、通过北斗定位通讯单元获取无缆地震仪起始坐标；

B、每隔60秒，通过北斗定位通讯单元完成坐标更新，并将最新坐标与无缆地震仪起始坐标进行比较，由此计算无缆地震仪的位移值；

C、位移值大于50米否？否，返回B步骤；

D、是，进入主动跟踪过程；

E、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元联合定位完成坐标更新，并提取坐标和当前绝对时间值；

F、生成主动信标消息；

G、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元同时发送被动信标信息；

H、启动WiFi通讯单元，建立Ad-hoc通讯网络；

J、WiFi通讯网络收到“开启声光报警命令”否？否，返回到E步骤；

G、是，开启声光报警装置。

2.按照权利要求1所述的北斗、GPRS和WiFi三网联合的无缆地震仪防盗追踪装置，其特征在于：无缆地震仪追踪器追踪方法，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

a、启动搜索；

b、通过北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发送搜索命令；

c、收到被动信标否？否，返回b步骤，是，转下步；

d、从被动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

e、提示用户向目标位置移动；

f、检测无缆地震仪WiFi网络，否，等待10秒返回d步骤，是，转下步；

g、接入无缆地震仪WiFi网络；

h、发送开启声光报警命令；

II.主动跟踪方法

a、收到主动信标否？否，返回等待10秒，是，转下步；

b、从主动信标提取无缆地震仪站号和坐标信息；

c、提示用户向目标位置移动；

d、检测无缆地震仪WiFi网络，否，返回等待10秒，是，转下步；

e、接入无缆地震仪WiFi网络；

f、发送开启声光报警命令。

3.按照权利要求1所述的北斗、GPRS和WiFi三网联合的无缆地震仪防盗追踪装置的追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.被动跟踪方法

一、在野外施工完成后，若发现有无缆地震仪遗失，则通过无缆地震仪追踪器的北斗定位通讯单元和GPRS通讯单元发出“搜索命令”；

二、无缆地震仪定位通讯装置在接收到“搜索命令”后进入被动跟踪；

三、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

四、发送“被动跟踪信标”，在完成首次“被动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

五、无缆地震仪追踪器在收到被动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络；

六、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪；

II.主动跟踪方法

㈠、在野外施工过程中，无缆地震仪定位通讯装置通过北斗定位通讯单元每60秒周期性地获取无缆地震仪坐标信息并由此计算无缆地震仪的位移；

㈡、当无缆地震仪定位通讯装置检测到无缆地震仪位移大于50米时，进入主动跟踪过程；

㈢、无缆地震仪定位通讯装置通过北斗和GPRS联合定位获得当前的位置坐标和当前时间；

㈣、发送“主动跟踪信标”，在完成首次“主动跟踪信标”发送之后，启动WiFi通讯单元建立Ad-hoc模式WiFi通讯网络，并每隔60秒更新一次信标内容并完成信标发送；

㈤、无缆地震仪追踪器在收到主动信标后，解译信标内容并显示在点阵液晶显示器上，待无缆地震仪追踪器到达最后一次信标指示的绝对坐标位置后，追踪器启动WiFi通讯单元开始扫描WiFi信号，若扫描到有效无缆地震仪的WiFi信号，则连入该WiFi网络；

㈥、通过开启声光报警命令启动无缆地震仪定位通讯装置发出警报声响和警报闪灯，从而搜索到无缆地震仪。