本發(fā)明涉及一種基于GPRS通信的泥石流次聲監(jiān)測系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

泥石流作為一種常見的山地自然災(zāi)害，具有很強的破壞力，我國是一個多山的國家，是世界上泥石流災(zāi)情最嚴(yán)重的國家之一?？焖贉?zhǔn)確地對泥石流進(jìn)行預(yù)警，可以保障人民的生命財產(chǎn)安全，具有重要的減災(zāi)應(yīng)用價值。

泥石流作為一種粘性流體，其起動機制與其形成、運移等諸過程密切相關(guān)。由于在泥石流的運移過程中固源物質(zhì)顆粒間的摩擦作用，會產(chǎn)生頻率低于20Hz的次聲，也即可被儀器探測到的次聲波。它以空氣為介質(zhì)，所以其傳播速度與可聞聲一樣，比泥石流運動速度快15—20倍左右，因而監(jiān)測系統(tǒng)能在泥石流到達(dá)之前率先捕捉到它的次聲信號，為防災(zāi)減災(zāi)贏得了寶貴的時間因此，次聲監(jiān)測成為一種有效的泥石流預(yù)警方法。

目前的泥石流次聲監(jiān)測裝置大多都是放置在基站內(nèi)的采集系統(tǒng)，不具備放置在現(xiàn)場定點監(jiān)測的功能，并且也不具備對信號分析的功能。采集的信號距離現(xiàn)場較遠(yuǎn)，且工作人員需通過采集系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法分析，都大大降低了對泥石流次聲報警的實時性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有應(yīng)用的不足，提供一種基于GPRS通信的一體化的泥石流次聲監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集超過閾值的次聲信號，并自主進(jìn)行HHT算法分析，將處理后的結(jié)果與原始數(shù)據(jù)文件通過SIM900A模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳至中心站FTP服務(wù)器，達(dá)到了對泥石流次聲現(xiàn)場監(jiān)測與預(yù)警的功能，實現(xiàn)了對儀器的遠(yuǎn)程通信與控制，實用前景較好。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種基于GPRS通信的泥石流次聲監(jiān)測系統(tǒng)，包括：現(xiàn)場子系統(tǒng)以及PC上位機模塊；所述現(xiàn)場子系統(tǒng)包括：STM32F407主控模塊、GPRS通信模塊、狀態(tài)采集模塊、信號采集模塊、外部存儲模塊；以及外部IO模塊。

所述STM32F407主控模塊包括第一串口通信單元，第二串口通信單元，RTC實時時鐘，ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，SPI總線控制單元，I2C總線控制單元，USB OTG控制單元，F(xiàn)SMC控制單元，SDIO控制單元，第一外部中斷接口，第二外部中斷接口，四路GPIO接口；

GPRS模塊包括了SIM900A通信串口、SIM900A射頻天線和SIM900A Ring接口；其中，SIM900A通信串口與STM32F407主控模塊的第二串口通信單元相連，用于對GPRS模塊的配置以及和主控模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；SIM900A射頻天線通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到PC上位機模塊的FTP服務(wù)器端口，用于上位機與終端之間的文件傳輸；SIM900A Ring接口與STM32F407主控模塊的第一外部中斷接口相連，用于通過GPRS模塊的來電喚醒睡眠中的系統(tǒng)；

狀態(tài)采集模塊包括了蓄電池電壓采集電路，設(shè)備溫度采集電路和閾值觸發(fā)采集電路；三者都與STM32F407主控模塊的ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元相連；其中，蓄電池電壓采集電路用于檢測設(shè)備的工作電源狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诳稍O(shè)置的門限值時將產(chǎn)生事件警告發(fā)送給上位機；設(shè)備溫度采集電路用于檢測設(shè)備工作環(huán)境的溫度，當(dāng)超過可設(shè)置的門限值時將產(chǎn)生事件警告發(fā)送給上位機；閾值觸發(fā)采集電路與信號采集模塊的檢波比較電路相連，用于采集比較電路輸出的電平值，當(dāng)電平值超過可設(shè)置的閾值時表示具有較強的次聲信號，此時啟動系統(tǒng)的采樣任務(wù)，獲取次聲數(shù)據(jù)；

信號采集模塊包括了外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元，數(shù)字電位器單元，信號采集與濾波電路，檢波與比較電路；外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元與STM32F407主控模塊的SPI總線控制單元相連，系統(tǒng)通過SPI接口控制外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作，并獲取采樣轉(zhuǎn)換或的值；同時外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元也與信號采集與濾波電路相連；數(shù)字電位器單元與STM32F407主控模塊的I2C總線控制單元相連，系統(tǒng)通過I2C接口控制數(shù)字電位器，調(diào)節(jié)電阻值，結(jié)合檢波比較電路實現(xiàn)閾值可調(diào)的功能；信號采集與濾波電路分別于外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元和檢波比較電路相連，將采集到信號送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器和檢波比較電路；檢波比較電路與信號采集濾波電路，數(shù)字電位器單元以及狀態(tài)采集模塊的的閾值觸發(fā)采集電路相連，結(jié)合數(shù)字電位器的值，對濾波后的信號做檢波與比較操作，將輸出的結(jié)果傳給閾值觸發(fā)采集電路進(jìn)行判別；

外部存儲模塊包括了FRAM單元，USB OTG接口，SRAM單元，SDIO接口；FRAM單元與STM32F407主控模塊的I2C總線控制單元相連，STM32F407主控模塊將設(shè)備啟動的參數(shù)配置保存在FRAM中，當(dāng)檢測不到SD卡時，將從FRAM獲取啟動參數(shù)啟動系統(tǒng)；USB OTG接口與STM32F407主控模塊的USB OTG控制單元相連，系統(tǒng)可利用此接口作為USB Device與PC機進(jìn)行USB通信，將SD卡中的文件傳輸?shù)絇C機中；SRAM單元與STM32F407主控模塊的FSMC控制單元相連，系統(tǒng)通過FSMC接口控制SRAM單元，開辟外部內(nèi)存空間以用于HHT算法的運算；SDIO接口與STM32F407主控模塊的SDIO控制單元相連，系統(tǒng)通過SDIO接口控制外部接入的SD卡，用于存儲啟動配置文件，日志文件和原始數(shù)據(jù)文件以及處理結(jié)果文件；

外部IO模塊包括了按鍵IO接口和四路輸入輸出接口；按鍵IO接口與STM32F407主控模塊的第二外部中斷接口相連，通過外部按鍵可喚醒處于睡眠狀態(tài)中的系統(tǒng)；四路輸入輸出接口STM32F407主控模塊的四路GPIO接口相連，與用于系統(tǒng)預(yù)留，可通過此接口外擴需要的輸入輸出設(shè)備；

PC上位機模塊包括了COM口與FTP服務(wù)器；其中，COM口與STM32F407主控模塊的第一串口通信單元相連，進(jìn)行命令交互與文件傳輸；FTP服務(wù)器通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與GPRS通信模塊相連，用于遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)文件傳輸。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)系統(tǒng)采用了SIM900A作為GPRS通信模塊，能夠通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，向上位機的FTP服務(wù)器建立連接，將系統(tǒng)SD卡內(nèi)的配置與數(shù)據(jù)文件上傳至服務(wù)器，也可從服務(wù)器下載需要的文件以完成系統(tǒng)的更新和修改配置。

(2)本發(fā)明結(jié)合了UCOSIII操作系統(tǒng)，完成各個模塊之間的協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)被分為通信任務(wù)，采集任務(wù)，事件任務(wù)，狀態(tài)任務(wù)，文件存取任務(wù)，數(shù)據(jù)處理任務(wù)，系統(tǒng)任務(wù)，空閑任務(wù)，按照必要的優(yōu)先級實現(xiàn)各個任務(wù)之間的來回切換調(diào)度，從而充分利用了CPU，也提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。

(3)本發(fā)明使用了具有M4內(nèi)核的STM32F407主控模塊，并結(jié)合了M4內(nèi)核的FPU，在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)對次聲信號的HHT算法分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的組成框圖；

圖2為本發(fā)明的一種基于GPRS通信的泥石流次聲監(jiān)測方法。

具體實施方式

如圖1所示，所述STM32F407主控模塊1包括第一串口通信單元11，第二串口通信單元12，RTC實時時鐘13，ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元14，SPI總線控制單元15，I2C總線控制單元16，USB OTG控制單元17，F(xiàn)SMC控制單元18，SDIO控制單元19，第一外部中斷接口110，第二外部中斷接口111，四路GPIO接口112；分別于GPRS模塊2，狀態(tài)采集模塊3，信號采集模塊4，外部存儲模塊5，外部IO模塊6以及PC上位機模塊7的各單元相連，結(jié)合UCOSIII操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制這些模塊工作，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，完成系統(tǒng)需要的功能；

所述GPRS通信模塊2用于與所述PC上位機模塊7進(jìn)行文件傳輸；所述狀態(tài)采集模塊3用于采集工作電源狀態(tài)和/或工作環(huán)境的溫度，產(chǎn)生時間警告，并經(jīng)由所述GPRS通信模塊2發(fā)送給所述PC上位機模塊7；所述狀態(tài)采集模塊3進(jìn)一步用于判斷是否啟動次聲數(shù)據(jù)的采樣任務(wù)；所述信號采集模塊4用于獲取次聲數(shù)據(jù)，并將所獲取的次聲數(shù)據(jù)存儲至所述外部存儲模塊5；所述外部存儲模塊5用于存儲次聲數(shù)據(jù)，并在預(yù)設(shè)條件下將所存儲的次聲數(shù)據(jù)經(jīng)由所述GPRS通信模塊2發(fā)送給所述PC上位機模塊7；所述外部IO模塊6，用于擴展輸入輸出設(shè)備。

GPRS模塊2包括了SIM900A通信串口21、SIM900A射頻天線22和SIM900A Ring接口23；其中，SIM900A通信串口21與STM32F407主控模塊1的第二串口通信單元12相連，用于對GPRS模塊2的配置以及和主控模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；SIM900A射頻天線22通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到PC上位機模塊7的FTP服務(wù)器72端口，用于上位機與終端之間的文件傳輸；SIM900A Ring接口23與STM32F407主控模塊1的第一外部中斷接口110相連，用于通過GPRS模塊2的來電喚醒睡眠中的系統(tǒng)；

狀態(tài)采集模塊3包括了蓄電池電壓采集電路31，設(shè)備溫度采集電路32和閾值觸發(fā)采集電路33；三者都與STM32F407主控模塊1的ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換單元14相連；其中，蓄電池電壓采集電路31用于檢測設(shè)備的工作電源狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诳稍O(shè)置的門限值時將產(chǎn)生事件警告發(fā)送給上位機；設(shè)備溫度采集電路32用于檢測設(shè)備工作環(huán)境的溫度，當(dāng)超過可設(shè)置的門限值時將產(chǎn)生事件警告發(fā)送給上位機；閾值觸發(fā)采集電路33與信號采集模塊4的檢波比較電路44相連，用于采集比較電路輸出的電平值，當(dāng)電平值超過可設(shè)置的閾值時表示具有較強的次聲信號，此時啟動系統(tǒng)的采樣任務(wù)，獲取次聲數(shù)據(jù)；

信號采集模塊4包括了外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元41，數(shù)字電位器單元42，信號采集與濾波電路43，檢波與比較電路44；外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元41與STM32F407主控模塊1的SPI總線控制單元15相連，系統(tǒng)通過SPI接口控制外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作，并獲取采樣轉(zhuǎn)換或的值；同時外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元41也與信號采集與濾波電路43相連；數(shù)字電位器單元42與STM32F407主控模塊1的I2C總線控制單元16相連，系統(tǒng)通過I2C接口控制數(shù)字電位器，調(diào)節(jié)電阻值，結(jié)合檢波比較電路44實現(xiàn)閾值可調(diào)的功能；信號采集與濾波電路43分別于外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元41和檢波比較電路44相連，將采集到信號送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器和檢波比較電路；檢波比較電路44與信號采集濾波電路43，數(shù)字電位器單元42以及狀態(tài)采集模塊的3的閾值觸發(fā)采集電路33相連，結(jié)合數(shù)字電位器的值，對濾波后的信號做檢波與比較操作，將輸出的結(jié)果傳給閾值觸發(fā)采集電路33進(jìn)行判別；

外部存儲模塊5包括了FRAM單元51，USB OTG接口52，SRAM單元53，SDIO接口54；FRAM單元與STM32F407主控模塊1的I2C總線控制單元16相連，STM32F407主控模塊1將設(shè)備啟動的參數(shù)配置保存在FRAM中，當(dāng)檢測不到SD卡時，將從FRAM獲取啟動參數(shù)啟動系統(tǒng)；USB OTG接口52與STM32F407主控模塊1的USB OTG控制單元17相連，系統(tǒng)可利用此接口作為USB Device與PC機進(jìn)行USB通信，將SD卡中的文件傳輸?shù)絇C機中；SRAM單元53與STM32F407主控模塊1的FSMC控制單元相連，系統(tǒng)通過FSMC接口控制SRAM單元53，開辟外部內(nèi)存空間以用于HHT算法的運算；SDIO接口54與STM32F407主控模塊1的SDIO控制單元19相連，系統(tǒng)通過SDIO接口控制外部接入的SD卡，用于存儲啟動配置文件，日志文件和原始數(shù)據(jù)文件以及處理結(jié)果文件；

外部IO模塊6包括了按鍵IO接口61和四路輸入輸出接口62；按鍵IO接口61與STM32F407主控模塊1的第二外部中斷接口相連，通過外部按鍵可喚醒處于睡眠狀態(tài)中的系統(tǒng)；四路輸入輸出接口62STM32F407主控模塊1的四路GPIO接口相連，與用于系統(tǒng)預(yù)留，可通過此接口外擴需要的輸入輸出設(shè)備；

PC上位機模塊7包括了COM口71與FTP服務(wù)器72；其中，COM口71與STM32F407主控模塊1的第一串口通信單元相連，進(jìn)行命令交互與文件傳輸；FTP服務(wù)器72通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與GPRS通信模塊2相連，用于遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)文件傳輸。

系統(tǒng)的編譯環(huán)境處于PC機，使用KEILv5編譯器進(jìn)行交叉編譯與鏈接，通過PC的USB口接入JLINK調(diào)試器，再從目標(biāo)板的JATG接口接入，完成對目標(biāo)芯片STM32F407的程序燒寫，燒寫好的程序?qū)⒃谀繕?biāo)芯片上得以運行。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用分層的架構(gòu)設(shè)計，位于最底層的是硬件電路與模塊，包括了MAX5434數(shù)字電位器，UART串口接口，USB接口，AD7192模數(shù)轉(zhuǎn)換器，ADC芯片內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器，RTC實時時鐘，EXTI外部中斷接口，F(xiàn)RAM鐵電存儲器，I2C總線控制接口，SRAM外部靜態(tài)存儲器，SIM900通信模塊，SDIO接口，BUZZER蜂鳴器。往上的BSP層則為這些硬件的驅(qū)動層，實現(xiàn)了對這些硬件與模塊的直接控制與通信。BSP層調(diào)用了主控模塊STM32F407的芯片庫函數(shù)，實現(xiàn)工程的模塊化開發(fā)。再往上是UCOSIII操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了任務(wù)的調(diào)度與資源的管理。最上層為應(yīng)用層，包括了系統(tǒng)應(yīng)用，通信應(yīng)用，文件操作應(yīng)用，設(shè)備應(yīng)用，事件應(yīng)用，F(xiàn)TP傳輸應(yīng)用，采樣應(yīng)用，處理應(yīng)用。完成了整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，同時結(jié)合了FAT32文件系統(tǒng)，對配置與數(shù)據(jù)文件的管理。

相關(guān)性能參數(shù)：

工作電壓：10V<U<16V

工作狀態(tài)功耗：<200mA×12V(不包括通信設(shè)備耗電)

移動通信方式：GPRS網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)：SD卡

通信接口：RS232串口，USB

工作溫度：-20℃～70℃

采樣頻率：>100Hz

模數(shù)轉(zhuǎn)換：24位A/D

次聲信號頻帶范圍：1—20hz

靈敏度：<50mV/Pa

動態(tài)范圍：>60dB

蓄電池電壓準(zhǔn)確度：<±1％

設(shè)備溫度準(zhǔn)確度：<±1℃

下面通過實施例對本發(fā)明再進(jìn)一步詳細(xì)說明。

首先，將設(shè)備在放置具有GPRS網(wǎng)絡(luò)信號的監(jiān)測點，啟動設(shè)備后，設(shè)備首先掛載SD卡和Fat32文件系統(tǒng)，然后根據(jù)SD卡根目錄下Device.ini文件指定的配置信息啟動系統(tǒng)并把更新的配置信息保存在FRAM鐵電存儲器中，若SD卡不存在或啟動文件不存在，系統(tǒng)則從保存最新啟動配置信息的FRAM鐵電存儲器中啟動設(shè)備。系統(tǒng)在啟動最后將觸發(fā)啟動事件，記錄系統(tǒng)啟動的狀態(tài)結(jié)果，并保存在SD卡根目錄下的Event.log文件中。系統(tǒng)啟動后會通過狀態(tài)任務(wù)，周期性檢測設(shè)備的狀態(tài)信息，獲取的蓄電池電壓，設(shè)備溫度，工作模式等狀態(tài)均保存在SD卡根目錄下的State.log文件中，若有狀態(tài)參數(shù)超過預(yù)設(shè)的閾值，則會觸發(fā)報警事件，記錄事件信息并保存，且把Event.log文件通過預(yù)設(shè)的IP地址上傳至FTP服務(wù)器。除了周期性狀態(tài)檢測，設(shè)備時刻監(jiān)測檢波與比較電路44中的比較器輸出管腳的電平值以判斷是否達(dá)到閾值，比較器的正端與檢波器輸出端相連，負(fù)端與數(shù)字電位器單元42的抽頭端相連。數(shù)字電位器單元42連接5v電源，利用分壓功能決定電位器抽頭端的電位值，從而決定了比較器的參考比較電壓也即閾值電壓。數(shù)字電位器單元42的抽頭位置程序可控，從而實現(xiàn)了設(shè)備可根據(jù)配置文件中的數(shù)值，配置閾值大小。根據(jù)一般泥石流次聲15Hz到18Hz頻段的次聲檢測試驗，結(jié)合傳感器的靈敏度與動態(tài)范圍和放大電路10倍的放大倍數(shù)，初始閾值配置為10mv，后期可根據(jù)環(huán)境參數(shù)動態(tài)配置。若次聲采集閾值沒有達(dá)到，則系統(tǒng)在沒有接受任何命令的情況下，將進(jìn)入低功耗睡眠模式。當(dāng)次聲采集閾值達(dá)到時，系統(tǒng)會觸發(fā)采集任務(wù)進(jìn)入運行狀態(tài)，采集任務(wù)根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)對次聲信號進(jìn)行采樣，每采滿1024點數(shù)據(jù)就通過消息隊列的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給處理任務(wù)和存儲任務(wù)。當(dāng)處理任務(wù)收到消息時將觸發(fā)處理任務(wù)進(jìn)入運行狀態(tài)，處理任務(wù)以1024個數(shù)據(jù)點為單位進(jìn)行HHT算法分析，分析結(jié)束后把結(jié)果數(shù)據(jù)以消息隊列的方式發(fā)送給存儲任務(wù)。存儲任務(wù)收到消息時將觸發(fā)存儲任務(wù)進(jìn)入運行狀態(tài)，存儲任務(wù)會根據(jù)數(shù)據(jù)類型將傳來的數(shù)據(jù)保存在特定的文件中。

HHT即希爾伯特黃變換算法，該算法由EMD分解和希爾伯特變換兩部分組成。EMD分解思想為：首先找出信號的局部最大值和局部最小值點；然后對極值點進(jìn)行曲線插值處理，獲得信號的上包絡(luò)線和下包絡(luò)線，再利用篩選算法將符合本征模函數(shù)的信號依次篩選出來，最終將信號分解成若干個本征模函數(shù)和一個殘余量之和。希爾伯特變換是對上述EMD分解得到的每一個本征模函數(shù)進(jìn)行Hilbert變換，Hilbert變換公式為：

$y\left(t\right)=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}P{\&Integral;}_{-\mathrm{\&infin;}}^{+\mathrm{\&infin;}}\frac{X\left(\mathrm{\&tau;}\right)}{t-\mathrm{\&tau;}}d\mathrm{\&tau;}$

其中x表示EMD分解得到的穩(wěn)定量信號，P為柯西主值。由該式得到對應(yīng)于穩(wěn)定信號的解析信號：

z(t)＝x(t)+jy(t)＝a(t)e^jθ(t)

z(t)只是一個本征模函數(shù)的解析函數(shù)，原始信號被分解為若干個本征模，把這些本征模函數(shù)的解析函數(shù)合并且忽略殘余信號分量得：

$x\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{a}_i\left(t\right)\&CenterDot;\exp (j\&CenterDot;\&Integral;w_i(t\left)dt\right)$

根據(jù)上式可以把幅度和瞬時相位作為時間的函數(shù)表示在三維空間中，幅度的這種時—頻分布稱為希爾伯特幅度譜。

當(dāng)向系統(tǒng)的SIM900A模塊發(fā)送短信命令時，如FTP put myfile 0:/myfile 182.254.219.199時，系統(tǒng)啟動通信任務(wù)，解析SIM900A接收到的通信命令，向IP地址為182.254.219.199的服務(wù)器發(fā)送put請求，將文件路徑為“0:/myfile”的文件發(fā)送到服務(wù)器，保存文件名為“myfile”。同理可以通過命令向服務(wù)器獲取文件，通過與服務(wù)器之間的文件傳輸可實現(xiàn)泥石流次聲信號的采樣原始數(shù)據(jù)和HHT算法分析結(jié)果數(shù)據(jù)上傳功能，以提供中心站人員分析現(xiàn)場信號特性與狀態(tài)且達(dá)到報警效果。同時，也可以進(jìn)行系統(tǒng)的配置更新，遠(yuǎn)程修改系統(tǒng)的工作配置參數(shù)或固件更新。系統(tǒng)采用了SIM900A模塊作為GPRS遠(yuǎn)程通信方案，使用其內(nèi)嵌的TCP/IP協(xié)議棧，能夠與中心站服務(wù)器建立FTP鏈接上傳數(shù)據(jù)與日志文件，也能夠下載更新配置文件與固件文件。系統(tǒng)使用了UCOSIII操作系統(tǒng)，管理各個任務(wù)協(xié)調(diào)配合運行。實現(xiàn)了采集，處理，存儲，通信等多個任務(wù)的并行與同步。設(shè)備具有自檢測功能，上電啟動后進(jìn)入操作系統(tǒng)，系統(tǒng)首先引導(dǎo)應(yīng)用程序啟動，檢測設(shè)備配置與外設(shè)是否正常，啟動失敗將會打印提示并保存記錄。

如圖2所示，本發(fā)明的一種基于GPRS通信的泥石流次聲監(jiān)測方法：

步驟201：上電；

步驟202：所述PC上位機模塊7初始化；以及現(xiàn)場子系統(tǒng)初始化；其中所述STM32F407主控模塊1、所述GPRS通信模塊2、所述狀態(tài)采集模塊3、所述信號采集模塊4、所述外部存儲模塊5；以及所述外部IO模塊6分別進(jìn)行初始化，獲取初始化操作結(jié)果；

步驟203：判斷初始化操作結(jié)果是否出現(xiàn)致命等級錯誤，若出現(xiàn)則進(jìn)入步驟215；否則進(jìn)入步驟204；

步驟204：硬件初始化完成后進(jìn)行操作系統(tǒng)初始化；

步驟205：判斷是否初始化成功，若失敗進(jìn)入步驟215，否則進(jìn)入步驟206；

步驟206：創(chuàng)建系統(tǒng)啟動任務(wù)，最后啟動操作系統(tǒng)；

步驟207：啟動操作系統(tǒng)后，操作系統(tǒng)啟動任務(wù)創(chuàng)建系統(tǒng)需要的任務(wù)，其中包括文件存儲任務(wù)，采集任務(wù)，數(shù)據(jù)處理任務(wù)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測任務(wù)，通信任務(wù)；文件系統(tǒng)掛載，設(shè)備啟動參數(shù)獲取，鐵電存儲器更新，GPRS通信接口配置，外部SRAM測試；

步驟208：完成啟動程序后，所述泥石流次聲監(jiān)測系統(tǒng)啟動任務(wù)掛起自身，操作系統(tǒng)根據(jù)需求和事件開始在各個任務(wù)之間進(jìn)行調(diào)度；

步驟209：判斷檢波比較電路44輸出的電平值是否超過所設(shè)置的閾值；若超過則進(jìn)入步驟210；

步驟210：啟動次聲數(shù)據(jù)采集任務(wù)，從所述外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元41中獲取次聲數(shù)據(jù)；

步驟211：判斷是否采集滿1024個采樣點，如果滿1024個點，則進(jìn)入步驟212；如果否，則返回步驟210繼續(xù)啟動采集任務(wù)；

步驟212：對所述1024采樣點的次聲數(shù)據(jù)進(jìn)行HHT算法分析，在所述外部存儲模塊5存儲所述分析結(jié)果；進(jìn)入步驟213；

步驟213：判斷是否達(dá)到采集次數(shù)；如果到達(dá)采集次數(shù)，進(jìn)入步驟214，如果否，則返回步驟210繼續(xù)啟動采集任務(wù)；

步驟214：完成一次采集操作，將采集的經(jīng)過HHT算法分析后的次聲數(shù)據(jù)經(jīng)由所述GPRS通信模塊2發(fā)送給所述PC上位機模塊7；

步驟215：系統(tǒng)錯誤，進(jìn)行死循環(huán)報警。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。