CN206292947U - 一种基于树莓派的民用地震云服务预警*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于树莓派的民用地震云服务预警***，包含云端服务器和监测***，监测***包含树莓派、地震次声波传感器、模数转换器模块、扬声器、供电模块和无线通讯模块；地震次声波传感器通过模数转换器模块和树莓派相连，树莓派还分别和扬声器、无线通讯模块、供电模块相连。树莓派判断监测***监测处处于地震或将要发生地震时，生成报警信息并通过无线通讯模块将其上传至云端服务器；云端服务器在接收到报警信息时对其进行存储并向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送该报警信息。本实用新型能够有效地实现地震预警并且***体积小、成本低、方便个体用户使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及地震监测预报技术领域，尤其涉及一种基于树莓派的民用地震云服务预警***。
背景技术
地震灾害是造成我国人员伤亡最多的自然灾害。地震灾害不但损害国民经济，而且直接造成人民生命、财产的巨大损失，在破坏性地震波未到达之前，及时将地震报警信息传达给每个居民用户，会大大降低人员的伤亡。理论研究表明，如果预警时间为3秒，可使人员伤亡比减少14%；如果为10秒，人员伤亡比减少39%。因此，建立及时、准确、有效的地震预警***一直是人们努力的方向。另一方面，有科学家认为，地震预警***设备的廉价和可靠性，比精确性更重要，应该大量布设这些小型分立的地震报警设备并使信息共享，使之便宜并让用户容易获得，从而弥补大型地震研究机构在信息传递方面的延迟性。
现有大部分地震探测预报***由于地震信息采集点数量巨大，分布范围广泛等原因，其建设、运行和维护都需要大量人力资源和经济成本地投入。此外，现有大部分地震探测预报***，对地震报警信息的发布方式单一，主要依靠电台、电视台等进行信息发布，其报警信息实际到达率大打折扣，达不到及时预警的目的。
多年研究发现，在孕震期间会产生周期100s至1000s的超低频次声波，能够被检测出来，并用于预报地震，在发震时会产生周期100s至频20Hz的次声波，可用于地震预警，所以根据地震的次声波信息可以设计一种高效的地震预警***。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于树莓派的民用地震云服务预警***。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于树莓派的民用地震云服务预警***，包含云端服务器和监测***；
所述监测***设置在需要进行地震监测处，包含树莓派、地震次声波传感器、模数转换器模块、扬声器、供电模块和无线通讯模块，其中，所述地震次声波传感器通过所述模数转换器模块和所述树莓派相连，所述树莓派还分别和所述扬声器、无线通讯模块、供电模块相连；
所述地震次声波传感器用于获取地震发出的次声波信号，并将次声波信号转化成电压信号输出给所述模数转换器模块；
所述模数转换器模块用于将电压信号进行模/数转换后传递给所述树莓派；
所述无线通讯模块用于和所述云端服务器无线通信；
所述树莓派用于根据经过模/数转换后的电压信号判断监测***监测处是否处于地震或将要发生地震，若判断为“是”，则驱动扬声器发声提醒，生成报警信息并通过无线通讯模块将其上传至云端服务器；
所述云端服务器用于在接收到报警信息时对其进行存储并向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送该报警信息。
作为本实用新型一种基于树莓派的民用地震云服务预警***进一步的优化方案，所述供电模块采用充放电电源模块。
作为本实用新型一种基于树莓派的民用地震云服务预警***进一步的优化方案，所述地震次声波传感器采用型号为CASI-EIM-2016的地震次声波传感器。
作为本实用新型一种基于树莓派的民用地震云服务预警***进一步的优化方案，所述树莓派采用树莓派2或树莓派3B型版本。
预先设定的终端地址列表中的终端地址可以包括居民用户手机APP终端地址、居民用户手机微信终端地址、居民用户手机短信终端地址，还可以包括计算机Web端地址。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 直接获取地震信息，并上传到云端服务器，并立即向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送报警信息，使得居民用户在第一时间知晓地震情况，具有实时性，避免了地震报警信息传递的延时性；
2. 通过云服务可以进行信息共享，并可以直接向居民用户手机APP终端、微信终端、手机短信等多终端地址及时、准确、有效地发送报警信息；
3. 地震次声波传感器在孕震期间和发震期间都能有效地测得其次声波信号，效率高，在孕震期间就可以进行报警，预警时间长，让居民用户有充足的时间开展安全防护，可以极大地减少伤亡率；
4. 供电模块采用大容量可充放电电源模块作为监测***的供电电源，电源自身可以长时间放电，也可以外接供电线路进行供电，可以有效避免因突然停电而导致***也无法继续监测和报警的情况；
5. ***在检测到需要报警时才会上传报警信息到云端服务器，所以服务器并不是一直在工作，这极大地减少了服务器所需的存储空间；
6. 采用云端服务器处理相关信息，响应速度快，具有实时性，同时运用云端服务器存储报警信息，可以为事后地震情况的调研提供信息参考；
7. 采用目前已成熟应用的树莓派作为***的核心处理器，成本较低，并有效地解决了数据传输不稳定、与云端服务器通讯难以实现等缺点；
8. 整套***体积小、成本低、方便个体用户使用并能有效地实现地震预警。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本实用新型公开了一种基于树莓派的民用地震云服务预警***，包含云端服务器和监测***；监测***设置在需要进行地震监测处，包含树莓派、地震次声波传感器、模数转换器模块、扬声器、供电模块和无线通讯模块，其中，地震次声波传感器通过模数转换器模块和树莓派相连，树莓派还分别和扬声器、无线通讯模块、供电模块相连。
地震次声波传感器用于获取地震发出的次声波信号，并将次声波信号转化成电压信号输出给模数转换器模块。
模数转换器模块用于将电压信号进行模/数转换后传递给树莓派。
无线通讯模块用于和云端服务器无线通信。
树莓派用于根据经过模/数转换后的电压信号判断监测***监测处是否处于地震或将要发生地震，若判断为“是”，则驱动扬声器发声提醒，生成报警信息并通过无线通讯模块将其上传至云端服务器。
云端服务器用于在接收到报警信息时对其进行存储并向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送该报警信息。
树莓派又称卡片式电脑，外形只有***大小，却具有电脑的所有基本功能。树莓派号称是世界上最小的台式机，其实是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有USB接口和一个以太网接口，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比***稍大的主板上，具备所有PC的基本功能，其操作***采用的是开源的Linux***，只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。
地震次声波传感器是采用电容原理检测地震活动产生的次声波的换能（敏感）元件，在孕震期间会产生周期100s至1000s的超低频次声波，能够被检测出来，并用于预报地震，在发震时会产生周期100s至频20Hz的次声波，可用于地震预警，地震次声测量传感器将次声波引起的敏感元件的电容量变化转化成电压信号输出。该类传感器具有灵敏度高、频响宽、通带内特性平坦等优点。
预先设定的终端地址列表中的终端地址可以包括居民用户手机APP终端地址、居民用户手机微信终端地址、居民用户手机短信终端地址，还可以包括计算机Web端地址。
地震次声波传感器获取地震发生或将要发生时发出的次声波信号，并将次声波信号转化成电压信号输出，然后将电压信号传递给模数转换器模块进行模/数转换，树莓派处理模数转换器模块传来的参数信息，在判断出监测***监测处处于地震或将要发生地震时，树莓派驱动扬声器发声提醒、生成报警信息并通过无线通讯模块将其上传至云端服务器；云端服务器对接收到的报警信息进行存储并向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送该报警信息，以便居民用户能够及时开展安全防护。
优选地，在本实施例中供电模块采用小体积大容量充放电电源，自身可以长时间放电，也可以外接供电线路进行外接供电；在本报警***中供电模块用来向树莓派、地震次声波传感器、模数转换器模块、扬声器、无线通讯模块供电，整体所需功耗较小，所以选择中等容量（如4400mAh）的可充放电锂离子电池（不局限于此类电源）作为本***的供电模块，已可以满足在突然停电的情况下***能够继续监测和报警的要求。
优选地，地震次声波传感器采用型号为CASI-EIM-2016的地震次声波传感器，测量精度为300mv/Pa，具有灵敏度高、频响宽、通带内特性平坦等优点，并具有很好的抗振动干扰性能，传感器膜片可以工作于弹性区，不会因外界影响（如温度、时间等）而改变其长期稳定性，此外该种传感器体积小、重量轻、安装使用方便。
优选地，树莓派，在本实施例中采用树莓派2或树莓派3B型版本（不局限于此两种树莓派版本）。
优选地，云端服务器，在本实施例中采用网络运营商提供的稳定的云服务器（不局限于此，也可自建服务器）。
云端服务器不需要特别大的存储空间，因为该***只在检测到需要报警时才会上传报警信息到云端服务器，服务器并不是一直在工作，并且只是存储一些报警信号数据而不是视频数据，所占存储空间较小，此外，在设置的周期时间内云端服务器会自动清除一些老旧的报警信息，不会造成信息数据的一直累加，从而减少了云端服务器的占用空间，节约了***的成本。
本实用新型直接获取地震信息，并上传到云端服务器，并立即向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送报警信息，使得居民用户在第一时间知晓地震情况，具有实时性，避免了地震报警信息传递的延时性；通过云服务可以进行信息共享，并可以直接向居民用户手机APP终端、微信终端、手机短信等多终端地址及时、准确、有效地发送报警信息；地震次声波传感器在孕震期间和发震期间都能有效地测得其次声波信号，效率高，在孕震期间就可以进行报警，预警时间长，让居民用户有充足的时间开展安全防护，可以极大地减少伤亡率；供电模块采用大容量可充放电电源模块作为监测***的供电电源，电源自身可以长时间放电，也可以外接供电线路进行供电，可以有效避免因突然停电而导致***也无法继续监测和报警的情况；***在检测到需要报警时才会上传报警信息到云端服务器，所以服务器并不是一直在工作，这极大地减少了服务器所需的存储空间；采用云端服务器处理相关信息，响应速度快，具有实时性，同时运用云端服务器存储报警信息，可以为事后地震情况的调研提供信息参考；采用目前已成熟应用的树莓派作为***的核心处理器，成本较低，并有效地解决了数据传输不稳定、与云端服务器通讯难以实现等缺点；此外，整套***体积小、成本低、方便个体用户使用并能有效地实现地震预警。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于树莓派的民用地震云服务预警***，其特征在于，包含云端服务器和监测***；
所述监测***设置在需要进行地震监测处，包含树莓派、地震次声波传感器、模数转换器模块、扬声器、供电模块和无线通讯模块，其中，所述地震次声波传感器通过所述模数转换器模块和所述树莓派相连，所述树莓派还分别和所述扬声器、无线通讯模块、供电模块相连；
所述地震次声波传感器用于获取地震发出的次声波信号，并将次声波信号转化成电压信号输出给所述模数转换器模块；
所述模数转换器模块用于将电压信号进行模/数转换后传递给所述树莓派；
所述无线通讯模块用于和所述云端服务器无线通信；
所述树莓派用于根据经过模/数转换后的电压信号判断监测***监测处是否处于地震或将要发生地震，若判断为“是”，则驱动扬声器发声提醒，生成报警信息并通过无线通讯模块将其上传至云端服务器；
所述云端服务器用于在接收到报警信息时对其进行存储并向预先设定的终端地址列表中的每一个终端地址发送该报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于树莓派的民用地震云服务预警***，其特征在于，所述供电模块采用充放电电源模块。
3.根据权利要求1所述的基于树莓派的民用地震云服务预警***，其特征在于，所述地震次声波传感器采用型号为CASI-EIM-2016的地震次声波传感器。
4.根据权利要求1所述的基于树莓派的民用地震云服务预警***，其特征在于，所述树莓派采用树莓派2或树莓派3B型版本。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109270385A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-25 | 伟创力电子技术(苏州)有限公司 | 基于树莓派的5g收发模块测试*** |
| CN110211337A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-06 | 余毛炫堤 | 一种地面震荡感知预警*** |
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