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基本信息

項(xiàng)目名稱:
分布式地磁采集系統(tǒng)
小類:
信息技術(shù)
簡介:
本系統(tǒng)基于凌陽的61單片機(jī)作為主控制芯片,SEN-S65磁傳感器作為探頭,GPRS模塊作為通信設(shè)備,電腦終端有專門的軟件對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本系統(tǒng)主要用于大范圍內(nèi)的地磁傾角采集工作。
詳細(xì)介紹:
項(xiàng)目背景及用途:近幾年全球的地震災(zāi)害多次發(fā)生,由此帶來的災(zāi)害給人們留下了難以泯滅的印象,對于地震的深度研究已成為全球一項(xiàng)重要的任務(wù)。通過地震學(xué)家長期的研究表明:地震前,地殼內(nèi)部會發(fā)生異常變化,導(dǎo)致地磁場改變 ,而觀察這種異?,F(xiàn)象會給預(yù)測地震提供一種方法。本套系統(tǒng)主要用于大范圍內(nèi)分布式地磁傾角采集工作,針對采集到的數(shù)據(jù)結(jié)合統(tǒng)計學(xué)分析方法,就能了解這些變化的規(guī)律,從而為地震預(yù)測工作提供參考。 主要組成部分: 主控制芯片SPCE061A,高靈敏磁感應(yīng)傳感器SEN-S65,SPLC501液晶屏,GPRS無線傳輸模塊,數(shù)據(jù)傳輸利用GSM網(wǎng)絡(luò),主機(jī)終端數(shù)據(jù)處理軟件。 性能特點(diǎn): 采集端體積比較小,便于大面積采集工作。采集端利用高靈敏度磁傳感器,能夠感受到微弱的地磁場。采集點(diǎn)網(wǎng)狀分布便于對數(shù)據(jù)綜合對比分析。取樣式采集方法保證數(shù)據(jù)均勻性。主機(jī)每隔一段時間自動保存回傳的數(shù)據(jù),并作必要的分類處理,便于日后研究觀察使用。

作品圖片

  • 分布式地磁采集系統(tǒng)
  • 分布式地磁采集系統(tǒng)
  • 分布式地磁采集系統(tǒng)

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計發(fā)明的目的: 地震之前,地磁會發(fā)生變化。人們根據(jù)地磁變化并結(jié)合其他信息,可以幫助人們判斷是否會發(fā)生地震。本系統(tǒng)的設(shè)計思路是對某一地區(qū)的劃分成網(wǎng)格,在每個網(wǎng)格安裝一個地磁采集器,形成分布式地磁探測系統(tǒng)。系統(tǒng)將對這些點(diǎn)的地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集,通過對數(shù)據(jù)的分析來判斷測量點(diǎn)的地磁是否發(fā)生變化。如果進(jìn)行長期的觀測數(shù)據(jù)之后便可以了解此處的地磁變化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上結(jié)合已有的地震方面的理論知識和其他地質(zhì)、氣象、生物探測信息,我們可以對地震發(fā)生的可能性做出一個客觀的預(yù)測。 基本思路是:在網(wǎng)格的探測點(diǎn)上安裝上我們設(shè)計的地磁采集器,在采集器上利用GPRS模塊向系統(tǒng)發(fā)送地磁數(shù)據(jù),即由GSM網(wǎng)絡(luò)把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦終端,電腦終端把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。系統(tǒng)通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,便可以知道此區(qū)域的地磁變化的規(guī)律。 創(chuàng)新點(diǎn):應(yīng)用了網(wǎng)格式采集點(diǎn),對不同的地區(qū)地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集 技術(shù)關(guān)鍵:利用了地磁傳感器與凌陽單片機(jī)的結(jié)合,再利用GPRS模塊通過廣泛分布的GSM網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時傳輸,電腦終端編寫了一個專門用于接收GPRS的傳來的地磁傾角數(shù)據(jù),并且對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。通過軟件進(jìn)行分析。 主要技術(shù)指標(biāo):最大磁場測量范圍: ±1000 μT (±11 Gauss), 靈敏度: 0.015 μT(0.00015 Gauss)

科學(xué)性、先進(jìn)性

地磁傳感器上分布著水平放置和垂直放置的兩個地磁傳感器,可以分別對水平方向和垂直方向的地磁場強(qiáng)度進(jìn)行測量,然后主控制芯片對這兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,可以算出地磁場的傾角值。 目前已有的地磁傾角測量裝置,大多采用機(jī)械式的裝置,而且系統(tǒng)復(fù)雜,需要人工看護(hù)和觀測,不利于對一個地區(qū)的地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的采集處理,這樣就為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析帶來了很大的不便。 本系統(tǒng)采用高靈敏度地磁傳感器對地磁傾角進(jìn)行觀測和測量,并且把測量的數(shù)據(jù)傳到電腦終端,電腦終端對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段,已完成模型制作(樣品)

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利

作品可展示的形式

實(shí)物模型,現(xiàn)場演示

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

使用說明:該系統(tǒng)安放時只需要按照液晶顯示屏上的提示進(jìn)行操作就可以完成安放任務(wù),另外每個安放點(diǎn)需要安裝一塊SIM手機(jī)卡作為GSM網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)的標(biāo)示。電腦接收端安裝時僅需要進(jìn)行初始化的一些設(shè)置便可以開始接收數(shù)據(jù)。 技術(shù)支持和優(yōu)勢:利用了高靈敏度地磁傳感器和分布范圍及廣泛的GSM網(wǎng)絡(luò),單個采集點(diǎn)造價低有利用大面積安裝,適用于大面積的地磁信息采集。 作品使用范圍及推廣前景:適用于地磁研究工作者,使其可以在大范圍內(nèi)自動化采集數(shù)據(jù)。相對于一般的地磁測試系統(tǒng)有自動測量和回傳數(shù)據(jù)的功能,有利于進(jìn)行大范圍測量觀察。

同類課題研究水平概述

本課題的主要任務(wù)是制作一個系統(tǒng)對地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時測量并且回傳數(shù)據(jù)到電腦終端,它是一個實(shí)時的自動化采集系統(tǒng)。目的在于研究一個大的區(qū)域內(nèi)地磁的變化,尤其是在地震之前地磁的異常變化,通過對這些數(shù)據(jù)的分析,有效有效地記錄地震前的地磁變化情況。 國際上對于地震方面的研究大致有這么幾個方向: 第一個是遙測,通過衛(wèi)星對地面的地磁變化進(jìn)行實(shí)時的探測,形成一個空間地磁網(wǎng); 第二個是通過對地殼的運(yùn)動規(guī)律和相應(yīng)的斷裂帶來推斷地震發(fā)生的可能性; 第三個是利用動物在地震前的異常反應(yīng)來判斷地震發(fā)生的可能性; 第四個是在地面上建立許多的觀測平臺,通過對地層的微小滑動來推斷底下的巖層活動,從而達(dá)到預(yù)測地震的效果; 第五個是在地下建立相應(yīng)的傳感器直接采集地下巖層活動; 再有一種就是通過數(shù)學(xué)的方法,建立一種混沌的數(shù)學(xué)模型,從而研究地震的發(fā)生; …… 目前研究這一變化的領(lǐng)域很多,但是總的結(jié)果是:還沒有一項(xiàng)研究能準(zhǔn)確的突破地震預(yù)測這一重大的課題。這一課題的研究就一直處于一種很慢速的發(fā)展之中。 我所制作的系統(tǒng)主要想應(yīng)用于地磁方面的研究,它的優(yōu)點(diǎn)是通過一個網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)來自動觀測地面的地磁變化,相比于現(xiàn)有的技術(shù)靈活性更強(qiáng),便于大范圍的數(shù)據(jù)采集工作,而且能通過對比不同點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化消除外磁場的對測量裝置的影響。 當(dāng)然僅靠這個裝置來完全預(yù)測地震是很難辦到的,對于地震的預(yù)測工作還是要綜合各種研究工作才能一步步把這項(xiàng)工作向前推進(jìn),我們的目的主要是把這個研究工作盡可能的往前推進(jìn)一步。
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