一种宽频带地震仪远程状态监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种宽频带地震仪远程状态监测系统，对系统的各项指标实现远程监测。

背景技术：

宽频带地震仪在天然地震观测和深部探测领域发挥了重要作用。天然地震信号的频率通常在直流至50Hz左右，低频信号成分多，探测深度大。宽频带地震仪具有支持三分量的高精度、宽频率范围、大动态范围信号采集的智能化地震观 测系统。并且采集系统具有低噪声、低功耗和稳定可靠的特点。在一定程度上弥补了大多数勘探类地震仪器的不足，满足了科研工作者的需求，顺应了地震勘探的发展趋势。

宽频带地震仪主要应用在偏远地区和复杂的环境下，能够实时监测系统的工作状态就显得极为重要。当前宽频带地震仪采集站的状态监测通过WiFi无线通信方式，当近距离监测和控制采集站时，开启WiFi无线通信模式，当作业完成后，可通过WiFi进行现场状态监测，这种结构具有良好的实时性，但是监测的距离有限。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种宽频带地震仪远程状态监测系统，解决的现有的结构上的问题造成的检测距离有限，结构不稳定等问题。

本实用新型是这样实现的，一种宽频带地震仪远程状态监测电路，电路包括：

ARM主控电路，为控制核心；

电压电流检测电路，检测电压范围与ARM主控电路的输入端连接；

电源选择电路，通过与电源供电电路连接后，与所述ARM主控电路的输入端连接；

测试电路，与所述ARM主控电路的输入端连接，用于噪声模式和测试模式的测试；

GPS射频电路，通过RS-232电路与所述ARM主控电路连接；通过RS-232电路与ARM主控电路间进行通信；

恒温晶振电路，与所述ARM9主控电路连接，为备用时钟；

CF卡读写电路，与所述ARM9主控电路连接，用于存储信息；

服务器，通过3G模块电路与所述ARM主控电路通讯连接。

进一步地，所述CF卡读写电路采用双CF卡存储结构，为两个CF卡共用一个数据总线，数据总线通过型号为74ALVC16245缓冲器进行缓冲。

进一步地，所述电源选择电路采用型号为MAX1538电源选择器。

进一步地，所述GPS射频电路采用LEA-6T-0-001 GPS芯片，所述LEA-6T-0-001 GPS芯片通过RS-232总线与ARM主控电路进行通信。

进一步地，所述恒温晶振电路采用TC20系列，频率为32.76800MHz。

进一步地，ARM9主控电路选用Atmel公司的AT91RM9200处理器。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型结构整体电路稳定，元件常见，容易购买，出错率较低，能够用于恶劣的环境中，实现远距离监控。

附图说明

图1 宽频带地震仪远程状态监测系统结构框图；

图2为电压范围监测电路的电路原理图，其中2a、2b以及2c为依次为：电流监测电路，电压监测电路和电源控制电路；

图3为电源选择电路的电路原理图；

图4为GPS射频电路的电路原理图；

图5为恒温晶振电路的电路原理图；

1.电源供电电路，2.电压范围监测电路，3.电源选择电路，4.测试电路，5.GPS射频电路，6.RS-232电路，7.恒温晶振电路，8.CF卡读写电路，9.ARM主控电路，10.3G模块电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，本实用新型宽频带地震仪远程状态监测系统包括：ARM主控电路，

为控制核心；电压电流检测电路2，检测电压范围与ARM主控电路9的输入端连接；电源选择电路3，通过与电源供电电路连接后，与所述ARM主控电路9的输入端连接；测试电路4，与所述ARM主控电路9的输入端连接，用于噪声模式和测试模式的测试；GPS射频电路5，通过RS-232电路6与所述ARM主控电路9连接；通过RS-232电路6与ARM主控电路9间进行通信；恒温晶振电路7，与所述ARM主控电路9连接，为备用时钟；CF卡读写电路8，与所述ARM主控电路9连接，用于存储信息；服务器，通过3G模块电路10与所述ARM主控电路9通讯连接。还包括终端，所述终端与服务器网络通讯，所述终端为手机或电脑。

系统通过集成的3G模块（HUAWEI MU709S）将地震仪的状态数据按照编辑好的协议定期传输到服务器中，其中地震仪的状态数据包括当前系统的运行状态、电源的供电情况、CF卡的剩余空间等。

电源供电电路1与电压范围监测电路2连接，电压范围监测电路2与ARM主控电路9连接，主控电路可以实时采集电压范围监测电路输出的数据，进而实现对电源供电电压的监测。电源供电电路1与电源选择电路3连接，电源选择电路3与ARM主控电路9连接，宽频带地震仪中，可以有三种供电方式，即为系统内置锂电池供电、外置铅酸电池供电、外置开关电源供电，这三种供电方式存在优先级，即外置开关电源供电—外置铅酸电池供电—系统内置锂电池供电，主控电路可以监测到系统当前的供电方式。

测试电路4与ARM主控电路9连接，当系统重新启动后，主控电路控制测试电路分别进行噪声模式和测试模式的测试，以确定系统是否工作正常，同时主控系统可以监测到测试结果。

GPS射频电路5与RS-232电路6连接，RS-232电路6与ARM主控电路9连接，GPS射频电路通过RS-232电路与ARM主控电路间进行通信，以实现自身位置信息的记录和获取精确时标。恒温晶振电路7与ARM主控电路9连接，GPS信号受到障碍物遮挡，导致时钟误差，将高精度恒温晶振作为系统备用时钟，以确保地震事件的及时、准确无误地被记录。

CF卡读写电路8与ARM主控电路9连接，系统采用双CF卡存储结构，即为卡1、卡2，同一时间只有其中一个CF卡处于工作状态，主控电路通过读写电路实现对CF卡的数据读写，可以读取到卡的空间使用情况，当其中一个CF卡写满时可以根据需要切换至另一个CF卡。

ARM主控电路9与3G模块电路10连接，主控电路将获取到的电源供电情况、系统的测试结果、GPS定位和时标情况、CF卡的工作状态等信息通过3G模块电路发送至服务器。

参见图2a、2b以及2c所示，为电压范围监测电路2的电路原理图，依次为：电流监测电路，电压监测电路和电源控制电路，其中图2a LDO端作为TL431芯片U9的电压输入，其中LDO端是系统充电电路中MAX1909芯片的电源管脚。TL431芯片是一款常用的具有高性价比的分流式电压基准，图2a中，按照TL431芯片的典型接法设计的电路。LM2903芯片是一款双电压比较器，具有高精度、低功耗等特点，采用分压电路对LED_VCC进行分压，得到比较稳定的参考电压值作为比较器的一个输入端，比较器的另一端都接电池充电电路中的MAX1909芯片的输入电流监测器IINP管脚，从而判断充电是否正常。

图2b中TL431端U4将3.3V的输入电压稳压成+2.5V参考电压，经过一个分压电路将参考电压变成4个电压值，得到的4个电压值作为电压比较器的同相输入端，同样电池电压也是通过分压电路，得到对应4个电压值，将其分别作为4个比较器的反相输入端，这样可以通过电压比较器的输出即VOUT1~VOUT4监测系统电压的范围。

图2c中芯片LTC2953-1是一款按键开关控制器，电源通过按键来进行管理，系统电源开关通过该控制器的使能输出管脚进行触发。

参见图3所示，电源选择电路是根据美信公司给出的MAX1538的典型应用电路设计。在多电源系统中，具有选择功能的电源选择器为MAX1538，该电源选择器可以基于三种电源的存在和每个电池的充电状态在直流适配器和双电池之间进行选择。在本系统中，通过电源选择电路对供电电源进行控制。由于系统可以采用三种供电方式，即外部开关电源、外部铅酸电池、内置锂电池，通过电路设置了优先级供电，即外部开关电源>外部铅酸电池>内置锂电池。

本实施例中，测试电路采用求差电路将差分输入信号转换成单端信号，同时加入了型号为TS5A22362具有双路选择功能的模拟开关，由系统编程选择地震计测试信号的工作模式，有噪音测试和信号测试两种模式可以选择。为常规电路，此处不再展开具体的电路原理的介绍。

本实施例中，参见图4 GPS射频电路选用U-BLOX公司的LEA-6T-0-001 GPS芯片，GPS及外围电路组成的模块通过标准的RS-232总线与ARM进行通信，以获取精确授时时间和位置信息。

本实施例中，参见图5恒温晶振电路，采用的晶振为TC20系列，频率为32.76800MHz，当GPS搜索失败时，启用备用的恒温晶振获取精确时标，以确保地震事件的及时、准确无误地被记录。

本实施例中，为满足大量的数据存储，系统采用双CF卡数据存储结构，可以同时插入两个CF卡。两个CF卡共用一个数据总线，数据总线通过74ALVC16245缓冲器进行缓冲，而地址总线是通过74HC245进行缓冲，采用两片74HC245实现对两个CF卡的控制，通过控制74HC245的片选来对任意一个CF卡进行数据读写操作，如果其中一个CF卡写满时根据需要切换至另一个CF卡。

本实施例中ARM9主控电路是系统的核心控制单元，其微控制器选用Atmel公司的AT91RM9200处理器，内部运行嵌入式Linux系统，采用FAT32格式存储数据文件，可以提高系统间文件传输和交互的便捷性。同时本系统采用的微控制器具有大量的标准通信接口，如SPI、USB等。也可以通过需要选择不同的时钟频率，可以动态优化性能，使功耗显著降低，进而提高整个系统的综合性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。