CN208953705U - 一种宽频地震仪4g远程控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于地球物理探测研究领域，特别涉及一种宽频地震仪4G远程控制装置，该装置包括：供电模块、主控制器、4G模块以及GPS定位模块以及SIM卡槽，其中供电模块为其他的模块进行供电，主控制器通过通用串口，分别与GPS定位模块以及4G模块连接，4G模块连接有SIM卡槽，GPS定位模块为宽频地震仪进行定位，4G模块用于为宽频地震仪与远程控制中心通讯，主控制器与所述宽频地震仪内部的控制单元连接。在宽频地震仪基础上构建了4G远程控制***。采用的电路结构成本低、灵活性强，价格低廉，可实现远距离传输。
Description
技术领域
本发明属于地球物理探测研究领域，特别涉及一种宽频地震仪4G远程控制装置。
背景技术
目前，为实施资源探查和环境监测等领域的重大地球探测研究计划，研发宽频地震仪器已经成为世界各国大力发展的重要前沿技术。在国际上,在美国正在实施的GSN(Global Seismological Network)，USArray(United States Seismic Array)等计划，其主要内容均为利用宽频带地震仪进行人工源折射、反射地震探测和天然地震记录，开展岩石圈的深部结构与构造研究和地质灾害监测。
在国内，随着国家对地质勘探、地震监测领域投入的逐渐加大，中国数字地震台网、国家地震探测科学台阵、区域数字地震台网相继组建完成，使得国家不仅能够对大陆大部分地区进行监测，也能够通过对收集到的地震信号进行分析、处理，获取地下区域的地质构造、矿藏分布等关键信息，进而进行相应的矿产开发、灾害预防等活动。
一方面，宽频地震仪工作在野外环境下，如果在实验地点对其进行频繁操作，必然给工程研究人员带来巨大的工作负担。因此，如何实现远程操控就变得尤为重要。另一方面，得益于我国在4G网络方面的巨大投入，我国4G网络覆盖率已达到95%。如果能通过发达的4G网络实现对地震仪的远程操控，那么将极大地减轻工程研究人员的工作量，并且能够实时的获取地震仪相应信息，提高工作效率。
CN101661111 公开了一种“利用短信进行地震仪控制和数据传输方法”。该方法用发送短信的方式对地震仪进行远程操控。但该方法存在信息延迟的缺点。而且由于采用短信的方式，其每次发送的数据量有限，并且信息格式固定，不能完成对地震仪的灵活操控。
CN201621059043公开了一种“基于无线网的无缆地震仪远程监控***”。该方法使用WIFI模式不同的两种地震仪以及一个主控中心组成局域网络以实现远程操控的功能。其指令通过主控中心—二级地震仪—一级地震仪的方式实现全网覆盖。该方法的不足之处在于其基本框架由WIFI网络组建，无法实现公里级的远程操控。
CN104020746A 公开了一种“利用北斗通信卫星对无缆地震仪进行远程质量监控的方法”。该方法能够较好的解决远程地震仪远程监控问题，且由于利用北斗通信卫星技术，该方法的网络安全性得到了保障。但是其限制条件也较为明显：由于通信带宽的约束，整个地震仪网络的规模受到很大限制。
虽然上述现有技术可用于构建远程控制***，但是由于成本、灵活性、传输距离、组网规模等限制，无法实现远程、实时、灵活、可靠控制。
发明内容
为了解决宽频地震仪远程操控问题，本发明提供一种宽频地震仪4G远程控制装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种宽频地震仪4G远程控制装置，该装置包括：供电模块、主控制器、4G模块以及GPS定位模块以及SIM卡槽，其中供电模块为其他的模块进行供电，主控制器通过通用串口，分别与GPS定位模块以及 4G模块连接，4G模块连接有SIM卡槽，GPS定位模块为宽频地震仪进行定位，4G模块用于为宽频地震仪与远程控制中心通讯，主控制器与所述宽频地震仪内部的控制单元连接。
进一步地：所述4G模块采用USR-LTE-7S4型4G转串口模块，所述供电模块采用锂电池或太阳能电池板作为电源，经过一 DC-DC模块将电压降为5V，为4G模块供电。
进一步地：所述主控制器的I/O引脚4GPwrEn连接MOS管M5，作为4G模块的控制使能。
进一步地：所述SIM卡槽的VCC引脚、RST引脚、CLK引脚和IO引脚分别接到4G模块的VSIM引脚、VSIM_RST引脚、VSIM_CLK引脚和VSIMDATA引脚，实现SIM和4G模块间的通信。
进一步地：4G模块的第6引脚和第7引脚作为串口通讯端口，将直接接通主控制器串口对应的I/O端口，实现4G模块与主控制器间串口通信，4G模块的第19引脚在连接100欧姆电阻后接地，实现复位。
进一步地：所述主控制器选用MY-SAMA5D36核心板，其上带有ARM-A5架构的控制芯片。
本发明的有益效果：在宽频地震仪基础上构建了4G远程控制***。采用的电路结构成本低、灵活性强，价格低廉，可实现远距离传输。只需要与宽频地震仪内部的控制单元连接即可实现，使研究人员能够不受通讯距离限制，在远程控制中心即可对数十，乃至上百公里外的宽频地震仪进行操作。既降低了研究人员的工作强度。
附图说明
图1为本发明的电路结构框图
图2a为本发明的电源模块的12V-5V部分电路图；图2b为电源模块的5V-3V部分电路图；
图3为本发明主控制器与4G模块连接的电路图；
图4为本发明SIM卡槽和4G模块连接的电路图；
图5 为本发明GPS模块部分电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1所示，一种宽频地震仪4G远程控制装置，该装置包括：供电模块、主控制器、4G模块以及GPS定位模块以及SIM卡槽，其中供电模块为其他的模块进行供电，主控制器通过通用串口，分别与GPS定位模块以及 4G模块连接，4G模块连接有SIM卡槽，GPS定位模块为宽频地震仪进行定位，4G模块用于为宽频地震仪与远程控制中心通讯，主控制器与所述宽频地震仪内部的控制单元连接。
其中主控制器选用MY-SAMA5D36核心板，其上带有ARM-A5架构的控制芯片，运行嵌入式Linux操作***，带有通用串口，分别用于GPS定位模块， 4G模块以及***预留等。4G模块采用有人公司的USR-LTE-7S4型4G转串口模块。其可满足2G、3G、4G条件下的通讯功能。
参见图2a，宽频地震仪以锂电池或太阳能电池板作为电源，两种方式在经过电源管理模块后，***电压稳定在为12V左右，即VSYS=12V。随后DC-DC模块LT8610将电压降为5V，为4G模块供电。参见图2b通过模块RT8065为GPS定位模块供电。
参见图3，由主控制器的I/O引脚4GPwrEn连接MOS管M5，作为4G模块的控制使能。此方式可以实现：当需要使用4G功能或开机自检到4G模块时，主控制器控制M5导通，4G模块得电工作。当不使用4G功能时，主控制器控制M5关断，4G模块停止工作。
参见图4, 4G功能部分主要分为两部分：SIM卡槽和4G模块。其中，SIM卡槽的VCC、RST、CLK、IO引脚分别接到4G模块的VSIM、VSIM_RST、VSIM_CLK和VSIMDATA引脚。这样就实现了SIM和4G模块间的通信。
4G模块的第6、第7引脚作为串口通讯端口，将直接接通主控制器串口功能对应的I/O端口，实现4G模块与主控制器间串口通信。模块19引脚在连接100欧姆电阻后接地，实现复位功能。
参见图5所示， GPS定位模块采用NEO-7型号。
工作时，远程控制中心通过网络运行商的4G网络发送至宽频地震仪附近信号发射塔，再经由4G模块以串口输出的形式送给主控制器（ARM），主控制器（ARM）与宽频地震仪通讯。在执行了相应操作后，如需向远程控制中心返回操作结果，则结果数据仍然按照原数据通路反向传递，即实现远程数据双向传输。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明所作的等同变化与修饰，都应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种宽频地震仪4G远程控制装置，其特征在于：该装置包括：供电模块、主控制器、4G模块以及GPS定位模块以及SIM卡槽，其中供电模块为其他的模块进行供电，主控制器通过通用串口，分别与GPS定位模块以及 4G模块连接，4G模块连接有SIM卡槽，GPS定位模块为宽频地震仪进行定位，4G模块用于为宽频地震仪与远程控制中心通讯，主控制器与所述宽频地震仪内部的控制单元连接。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述4G模块采用USR-LTE-7S4型4G转串口模块，所述供电模块采用锂电池或太阳能电池板作为电源，经过一 DC-DC模块将电压降为5V，为4G模块供电。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述主控制器的I/O引脚4GPwrEn连接MOS管M5，作为4G模块的控制使能。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述SIM卡槽的VCC引脚、RST引脚、CLK引脚和IO引脚分别接到4G模块的VSIM引脚、VSIM_RST引脚、VSIM_CLK引脚和VSIMDATA引脚，实现SIM和4G模块间的通信。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：4G模块的第6引脚和第7引脚作为串口通讯端口，将直接接通主控制器串口对应的I/O端口，实现4G模块与主控制器间串口通信，4G模块的第19引脚在连接100欧姆电阻后接地，实现复位。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述主控制器选用MY-SAMA5D36核心板，其上带有ARM-A5架构的控制芯片。
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| CN201821937002.3U CN208953705U (zh) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 一种宽频地震仪4g远程控制装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110354391A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-22 | 河南爱因斯坦量子科技有限公司 | 一种能量波频率可调的量子植入舱及频率控制方法 |
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