專利名稱：基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地震監(jiān)測領域，具體是一種基于加速度傳感器的地震烈度 報警裝置。
背景技術：
地震是目前能產生巨大破壞性的自然災害之一，2008年5月12日四川發(fā) 生的地震給人們以提醒盡管人們能加強建筑的抗地震級別、做好應急準備， 但對于無法準確預測發(fā)生時間、地點的地震來說，其一旦發(fā)生，造成的傷亡、 損失是無法估量。目前，雖然有很多申請了專利的地震監(jiān)測報警裝置，但這些 地震監(jiān)測報警裝置還做不到對于地震的短期預報，即無法在地震來臨前的第一 時間離開建筑物到開闊的地方去，無法達到減少人員傷亡的目的。另外，現(xiàn)有 地震監(jiān)測報警裝置一般采用體積較大的機械傳感器，這使得基于它們的產品的 一致性不好控制。而且一些現(xiàn)有地震監(jiān)測報警裝置是對地震強度進行檢測的， 例如專利號為ZL200620013859.7的中國專利公開了一種嵌入式地震報警模 塊，因而使得其不是很實用；原因有二首先，通過對單一地震傳感器進行地 震強度的測量到現(xiàn)在是不現(xiàn)實的，尤其是在地震源離儀器的距離未知的情況 下；其次，對于普通用戶而言對強度的測量也是沒有多大的意義的，普通用戶 更關心的地震對當?shù)?例如用戶所處的房間)的破壞性，即地震烈度。
發(fā)明內容
本實用新型為了解決現(xiàn)有地震監(jiān)測裝置對于普通用戶不具實用性、采用的
傳感器不好控制等問題，提供了一種基于加速度傳感器的地震報警裝置，該裝 置可以對地震烈度進行測量，尤其是對于地震的縱波和橫波都能檢測并通過光 和語音報警，使人們可以采取最適當?shù)拇胧┻M行避險。
本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的基于加速度傳感器的地震烈度報 警裝置，包括加速度傳感器、與加速度傳感器輸出端相連的信號處理電路，所 述信號處理電路包括微處理器、與加速度傳感器輸出端相連的A/D轉換電路、
與微處理器I/O接口連接的報警電路，A/D轉換電路的輸出端與微處理器的I/O 接口連接；所述加速度傳感器為微機械電子加速度計。加速度傳感器與A/D轉 換電路之間設有放大調理電路；在不設放大調理電路時，要求A/D轉換電路的 分辨率足夠高。
使用時，將本裝置置于室內地面或墻壁上，當?shù)卣鸢l(fā)生時，加速度傳感器 感知到地震波，并輸出表征地震波震動加速度的電信號，經過放大調理電路放 大、調理后，由A/D轉換電路轉換為數(shù)字信號，送入微處理器。在相關軟件支 持下，微處理器對采集到的加速度信號進行頻譜分析，或者轉化為速度值后進 行頻譜分析，與地震波的譜特性比較，判斷加速度傳感器采集到的加速度信號 是否是由地震引起的，如測得的信號確由地震引起，則將加速度值和/或速度 值與標準的地震烈度表進行比較(地震烈度地震烈度是指地面及房屋等建筑 物受地震破壞的程度。對同一個地震，不同的地區(qū)，烈度大小是不一樣的。距 離震源近，破壞就大，烈度就高；距離震源遠，破壞就小，烈度就低)，在超 過用戶設定值(一般為IV度，因地震裂度達V度時，墻壁表面可能出現(xiàn)裂紋， 存在房屋倒塌隱患)時，微處理器觸發(fā)報警電路報警。
所述加速度傳感器為三軸微機械電子加速度計或三個正交設置的單軸微
機械電子加速度計，信號處理電路中放大調理電路的控制端與微處理器的I/O
接口連接，這樣，本裝置可以對地震波的縱波和橫波都進行檢測，根據縱波的 傳播速度快于橫波，以及縱波和橫波振動方向的不同，對縱,和橫波加以判斷，
相應地啟動不同的報警聲音，以便人們采取適當?shù)拇胧┍茈U縱波來鄰時，提 醒人們盡快離開建筑物；而橫波來臨時，則提醒人們就近采取避險措施。 一般
來說，本裝置不論置于室內地面或墻壁上時，所述三軸微機械電子加速度計或 三個正交設置的單軸微機械電子加速度計，不論怎樣放置，總可以同時測量縱
波和橫波。所述放大調理電路、A/D轉換電路、報警電路為本技術領域的技術 人員所公知，且電路變形很多，因此未在說明書中詳細描述，僅提供可實施具 體電路圖一份(如圖2所示)。
其中，由于加速度傳感器的檢測信號會受到靜態(tài)重力加速度的影響，因此， 放大調理電路除對加速度傳感器的輸出信號進行放大外，同時，將由重力加速 度引起的加速度信號平移消掉。由于本裝置的固定位置不定，可以置于室內地 面或墻壁上，因此，由微處理器對傳感器的輸出信號進行方向判斷，并提供模 擬電壓將傳感器輸出信號中由重力加速度引起的加速度信號部分消除掉。如果 本裝置明確了確定的安裝方向，則不必由微處理器來判斷。
所述信號處理電路還包括無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電路的觸 發(fā)按鈕；所述無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電路的觸發(fā)按鈕分別與微 處理器I/0接口連接。這樣，按下觸發(fā)按鍵后，無線信號發(fā)送電路直接或在微 處理器觸發(fā)下發(fā)送無線求救信號，使得地震后，被埋人員能夠發(fā)送無線求救信
號進行求救。所述無線信號發(fā)送電路為標準電路，可以采用現(xiàn)有無線通訊模塊，
可由市面直接購得，未在圖2中所示的電路原理圖中體現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用基于微機械電子技術的三軸微機械電子 加速度計對地震波進行監(jiān)測，其體積小，測量精度和靈敏度高，并且能對地震 波(縱波和橫波)同時進行監(jiān)測，并加以區(qū)分，經相應程序與地震裂度比較，當 檢測到的地震烈度大于預設值時，進行報警，使室內人員快速采取適當?shù)拇胧?避險；并設無線信號發(fā)送電路，用以在使用者地震被埋后，進行求救，便于施 救者對其進行搜尋救助。
本實用新型結構合理，體積小，測量精度和靈敏度高，在地震發(fā)生時可以 對縱波和橫波進行不同的語音和閃光報警，提醒室內人員，以便人們采取適當 的措施避險，盡可能地減少地震傷亡率，實用性強。

圖1為本實用新型的原理方框圖2為本實用新型的一具體電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，包括加速度傳感器、 與加速度傳感器輸出端相連的信號處理電路，所述信號處理電路包括微處理 器、與加速度傳感器輸出端相連的A/D轉換電路、與微處理器I/0接口連接的 報警電路，A/D轉換電路的輸岀端與微處理器的I/0接口連接；所述加速度傳 感器為微機械電子加速度計。加速度傳感器與A/D轉換電路之間設有放大調理 電路；所述加速度傳感器為三軸微機械電子加速度計或三個正交設置的單軸微 機械電子加速度計，信號處理電路中放大調理電路的控制端與微處理器的I/O
接口連接；所述信號處理電路還包括無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電 路的觸發(fā)按鈕；所述無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電路的觸發(fā)按鈕分
別與微處理器i/o接口連接。
具體實施時(如圖2所示)，微處理器采用89C2051型單片機，A/D轉換 電路采用AD7998型A/D轉換芯片，當然，也可以直接采用自帶A/D轉換模 塊的微處理器，這樣就不必設置A/D轉換電路了；所述報警電路包括光報警電 路和語音報警電路；所述光報警電路包含由微處理器控制開閉的高亮度LED 燈LED1， LED1亮，有地震發(fā)生；同時，高亮度LED燈LED1的負極經照明 開關S1接地，在遇難時，通過照明開關S1，本裝置可以作為應急燈使用。所 述語音報警電路包括揚聲器SPEAKER、揚聲器SPEAKER的驅動電路，驅動 電路的控制端與微處理器相連。所述揚聲器驅動電路為公知電路。另外，還設 置有微處理器工作指示燈LED2和電源指示燈LED3;本實用新型所述地震報 警裝置采用穩(wěn)壓電源供電和電池供電兩種供電方式，電池的設置使得本裝置在 交流電源斷電的情況下仍然可以繼續(xù)報警。所述三軸微機械電子加速度計可采 用ADXL330型差分電容式傳感器，其成本較低，滿足本實用新型的低成本需 求；本實用新型所述地震報警裝置可以作為獨立的報警器，也可以與其它家用 電器(例如煙霧報警器)組合使用。
權利要求1、一種基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，包括加速度傳感器、與加速度傳感器輸出端相連的信號處理電路，所述信號處理電路包括微處理器、與加速度傳感器輸出端相連的A/D轉換電路、與微處理器I/O接口連接的報警電路，A/D轉換電路的輸出端與微處理器的I/O接口連接；其特征在于所述加速度傳感器為微機械電子加速度計。
2、 根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，其特 征在于加速度傳感器與A/D轉換電路之間設有放大調理電路。
3、 根據權利要求2所述的基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，其特 征在于所述加速度傳感器為三軸微機械電子加速度計或三個正交設置的單軸 微機械電子加速度計，信號處理電路中放大調理電路的控制端與微處理器的 1/0接口連接。
4、 根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，其特 征在于所述信號處理電路還包括無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電路 的觸發(fā)按鈕。
5、 根據權利要求4所述的基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，其特 征在于所述無線信號發(fā)送電路、以及無線信號發(fā)送電路的觸發(fā)按鈕分別與微處理器i/o接口連接。
6、 根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置，其特 征在于所述報警電路包括光報警電路和語音報警電路；所述光報警電路包含 由微處理器控制開閉的高亮度LED燈LED1 ，高亮度LED燈LED1的負極經 照明開關Sl接地;所述語音報警電路包括揚聲器SPEAKER、揚聲器SPEAKER 的驅動電路，驅動電路的控制端與微處理器相連。
專利摘要本實用新型涉及地震監(jiān)測領域，具體是一種基于加速度傳感器的地震烈度報警裝置。解決了現(xiàn)有地震監(jiān)測裝置對于普通用戶不具實用性、采用的傳感器不好控制等問題，該裝置包括加速度傳感器、與加速度傳感器輸出端相連的信號處理電路，所述信號處理電路包括微處理器、與加速度傳感器輸出端相連的A/D轉換電路、與微處理器I/O接口連接的報警電路，A/D轉換電路的輸出端與微處理器的I/O接口連接；所述加速度傳感器為微機械電子加速度計。本實用新型結構合理，體積小，測量精度和靈敏度高，在地震發(fā)生時可以對縱波和橫波進行不同的語音和閃光報警，提醒室內人員，以便人們采取適當?shù)拇胧┍茈U，盡可能地減少地震傷亡率，實用性強。
文檔編號G08B21/10GK201210339SQ20082007765
公開日2009年3月18日 申請日期2008年6月21日 優(yōu)先權日2008年6月21日
發(fā)明者暾 王 申請人:暾 王