用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及地震预警领域，提供一种用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，包括三维加速度传感器、GPS全球定位模块、有线和无线网络通讯模块、显示和声音模块、辅助求生模块、温湿度测量模块、应急照明、收音机、按键模块、时钟模块、CPU、电池和充电与固定基座。该终端将监测到的地震波及相关信息实时上传到地震预警网络服务器，同时接收传回的地震预警信息。一是增加云监测网络系统中的节点数量，使布点更加密集，测量数据结果更加准确；二是持有者在地震发生时，可第一时间接收到预警信息，获得更多的预警时间，及时逃生；三是还有辅助求生功能，以提高震后获救几率；此外，还具有室内温、湿度测量等日常应用功能。
【专利说明】用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地震预警领域，尤其涉及一种用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端。
【背景技术】
[0002]目前，大多数地震预警系统的终端只能单一地从地震动监测仪器获取信息，若地震监测仪器不在地震带，则不能准确判断地震波，且不能快速向受灾地区发布地震预警信息。而且专业地震监测机构的终端价格昂贵、布点少、盲区大，导致地震预警准确率低。
[0003]随着科技的发展，市场上也出现一些地震预警终端，其原理大都是检测地震P波、S波，且均为单机使用，预警时间极短、地震监测的准确性很差，经常存在误报的情况，同时功能也比较单一。
[0004]本实用新型提出的家用便携式监测终端，是用于地震预警云监测网络的移动便携式家用监测终端。该终端成本低廉，且是联网使用的，用于地震预警云监测网络系统中，增加云监测网络的节点数，使网络布点更加密集，测量数据结果更加准确。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端。采用该终端一是增加云监测网络系统中的节点数量，使布点更加密集，测量数据结果更加准确；二是持有家用便携式监测终端的人员在地震发生时，可第一时间接收到预警信息，获得更多的预警时间，及时逃生；三是家用便携式监测终端还有辅助求生功能，如果受灾人员被掩埋在废墟中，可发射无线脉冲求救信号使搜救人员及时救援，提高获救几率；此外，该终端还具有室内温、湿度测量等日常应用功能。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]所述地震预警云监测网络包括地震预警网络服务器和家用便携式监测终端，由家用便携式监测终端实时监测地震信息，上传给地震预警网络服务器，分析判断是否发生地震并进行预警。作为地震预警云监测网络的关键组件，家用便携式监测终端包括三维加速度传感器(1)、GPS全球定位模块(2)、有线和无线网络通讯模块(3)、显示和声音模块(4)、辅助求生模块(5)、温湿度测量模块(6)、应急照明(7)、收音机(8)、按键模块(9)、时钟模块
(10)、分别通过相应的接口与CPU(ll)相连，另外，还包括电池(12)、充电与固定基座(13)。
[0008]所述的家用便携式监测终端中，三维加速度传感器(1)用于监测地震发生时产生的P波和S波，GPS全球定位系统(2)可以实时测量自身地理位置，由CPU(ll)进行数据分析处理，并通过有线和无线网络通讯模块(3)，将地震波和自身地理位置信息实时上传到地震预警网络服务器，并通过有线和无线网络通讯模块(3)接收地震预警网络服务器传回来的地震预警信息，利用显示和声音报警电路(4)进行显示和声音报警提示，包括震中、震级、地震波预计到达本处的时间等，提醒人员逃生。
[0009]选用声音报警模块(4)，当地震发生时，可以及时提醒人们逃生，声音报警采用声音频率高低表示地震震级强度的大小、声音间隔的长短表示地震波传播到此地的远近，可通过声音频率高低和声音间隔长短判断合理的逃生方式，不至于引发不必要的慌张。例如声音间隔可以采用一个长音三个短音的方式来提醒持有者，若短音数量减少，则说明地震波传播此地较近。
[0010]所述的家用便携式监测终端中，辅助求生模块(5)包括脉搏及体温测量模块、近距离无线脉冲信号发射、近距离无线对讲三个部分。
[0011 ] 所述的辅助求生模块(5 )，在地震后受灾人员如果被掩埋在大型物体(如建筑)中，可通过近距离无线脉冲模块主动发射求救信号，信号中包含GPS定位信息、脉搏及体温等生命体征信息，同时搜救人员通过相关设备可以搜集持有该终端者发射的信号，搜救人员可根据脉冲信号来快速确定受灾人员的地理位置、生命体征状况等信息，以提高受灾人员获救几率,减少人员伤亡。
[0012]所述的辅助求生模块(5)，近距离无线对讲模块可主动发射脉冲信号进行呼救，当搜救人员搜索到受灾人员的脉冲信号后，可以相互对讲、相互沟通，来增强受灾人员求生意识以及提高搜救人员的搜救几率。
[0013]所述的辅助求生模块(5 )，脉搏及体温测量模块可以测量受灾人员的脉搏跳动、体温等生命体征信息。
[0014]所述的家用便携式监测终端，由于地震发生机率较小，为了提高该终端的普及率和利用率，该终端还设计了家居环境监测和时钟等功能。在没有地震发生时，温湿度测量模块(6)通过传感器可测量室内环境温湿度，时钟模块(10)用于网络对时，并通过显示和声音模块(4)实时显示时间、温度、湿度等信息。
[0015]地震后持有终端者可通过按键模块(9)选择播放地震逃生和被困后的求生常识，让受灾者放平心态，根据自身情况选择逃生方式，并有应急照明(7)给受灾人员照亮，给受灾人员有更强烈的求生信念，也可通过按键模块(9)选择收音机(8)收听地震报道和救援信息，在日常生活中也可使用听音机(8)。
[0016]所述的家用便携式监测终端，通常情况该终端插于充电与固定基座(13)上，保持电池满电状态，固定基座(13)安装在墙上，一是起固定作用，二是保证振动信号测量准确，当地震发生时，持有家用便携式终端者可以立即从固定基座(13)上取出，由内部电池(12)为其供电。
[0017]与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点:
[0018]该终端由于成本低廉，广大居民都可以购买，并且是联网使用的。作为地震预警云监测网络的关键组件，大大增加节点数量，使布点更加密集，分布更加均匀，有效地消除盲区、扩大监测范围，从而使地震预警准确率更高。持有该终端的人员在地震发生时，可第一时间接收到预警信息，获得更多的预警时间，及时逃生。人员被困时通过辅助求生功能向外界发出救援信号，这样能够提高获救几率，尽量降低地震造成的损失和人员伤亡。此外，该终端还具有室内温、湿度测量等日常应用功能，功能多样化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图中:1_三维加速度传感器，2 -GPS全球定位模块，3-有线和无线网络通讯模块，4-显不和声音模块,5-辅助求生模块,6-温湿度测量模块,7-应急照明,8-收音机,9-按键模块，10-时钟模块，Il-CPU (微处理器模块)，12-电池，13-充电与固定基座。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施对本实用新型进行详细说明。
[0022]本实用新型是用于地震预警云监测网络的移动便携式家用监测终端，该终端作为地震预警云网络的一部分，成本低廉，且为联网使用，若广大居民大量购买，可以增加云监测网络系统中的节点数量，每个终端都能实时监测地震波并实时将数据上传至中心网络，便于数据比较分析，测量数据结果更加准确，初步判断震级和震中，可第一时间接收到预警信息，及时逃生。同时，该终端集成了震后求生救援功能，可以在地震发生后手持该终端者主动或被动的发出无线脉冲信号作为求生信号，增加使用者的生存几率及搜救效率。
[0023]图1是本实用新型用于地震预警云监测网络的家庭便携式终端的结构图，该家用便携式监测终端包括三维加速度传感器(I)、GPS全球定位模块(2)、有线和无线网络通讯模块(3)、显不和声音模块(4)、辅助求生模块(5)、温湿度测量模块(6)、应急照明(7)、收音机(8)、按键模块(9)、时钟模块(10)、CPU(11)、电池(12)、充电与固定基座(13)。(1)-(12)为一个整体，为手持机形式，即图中虚线框中的部分；平时可放到固定基座(13)上以保持充电状态，固定基座(13)安装在墙上，一是起固定作用，二是保证振动信号测量准确，地震发生时，持有者可立即从充电与固定基座(13)上拔下，由该终端的内部电池(12)为其供电。
[0024]地震发生时会产生P波、S波，通过三维加速度传感器(I)可以检测到地震波，并将三维加速度传感器(I)测量的信息送入CPU (11)分析处理，从而可判断地震是否发生。
[0025]GPS全球定位模块(2)用于实时测量自身地理位置，地震发生后，通过GPS全球定位系统(2)可以确定持有家庭便携式监测终端者的受灾地理位置，方便搜救人员救援。
[0026]将上述二者的测量信息经CPU (11)处理，并通过有线和无线网络通讯模块(3)，将地震波和自身地理位置信息实时上传到地震预警网络服务器，并通过有线和无线网络通讯模块(3)接收地震预警网络服务器传回来的地震预警信息，同时利用显示和声音报警电路
(4)进行显示和声音报警提示，报警信息包括地震震级的大小、地震波预计到达本处的时间等，提醒人员采取逃生措施。
[0027]选用声音报警方式，当地震发生时，可及时提醒人们逃生，声音报警采用声音频率高低表示地震震级强度的大小、声音间隔的长短表示地震波传播到此地的远近，可通过声音频率高低和声音间隔长短判断合理的逃生方式，不至于引发不必要的紧张气氛，若声音频率较高且声音间隔较短，说明地震震级比较高且震源离此地较近，则持有家用便携式监测终端设备者需立即采取逃生措施，如住在楼层较低的居民可以跑出居民楼去比较宽敞的广场，楼层较高的居民可以选择在墙角或是坚硬的桌子下躲避，以免砸伤。
[0028]辅助求生模块(5)由脉搏及体温测量模块、近距离无线脉冲信号发射、近距离无线对讲三个部分组成。
[0029]地震后，如果受灾人员被掩埋在大型重物(如楼房、建筑物)中，不能自己从废墟中逃出，持有家庭便携式终端者可利用脉搏及体温测量模块主动发出无线脉冲信号为求救信号，搜救人员也可用相关设备搜索受灾者发射的求救信号，信号中包含受灾人员GPS定位信息、脉搏、体温等生命特征信息，方便搜救人员快速得知受灾人员的相关信息，以增大受灾人员的获救几率。
[0030] 地震发生后，持有者可利用近距离无线对讲模块主动发出呼救，在搜救过程中，可以与搜救人员进行相互沟通，使搜救人员快速得知受灾人员的地理位置，并了解受灾人员的被困状态和伤势情况，可提前做好紧急救援措施，提高受灾人员获救几率。
[0031 ] 收音机(8)不仅可以在地震发生后使用，而且在日常生活中也能够接收频率收听节目。此终端还具有温湿度测量模块(6 )、时钟模块(10 )，温湿度测量模块(6 )可测量室内外环境温湿度，时钟模块(10)用于网络对时，并通过显示和声音模块(4)实时显示时间、温度、湿度?η息。
[0032]地震发生后，持有该家用便携式监测终端者可通过按键模块(9)选择播放地震逃生和被困后的求生常识，让受灾人员放平心态，根据自身情况选择逃生方式，同时有应急照明(7)给受灾人员照亮，使受灾人员求生信念增强，也可选择收音机模块收听地震报道和救援?目息。
[0033]通过网络将家用便携式监测终端与地震预警网络服务器连接，网络分为有线网络或无线网络，无线网络可以是2G网络，也可以是3G网络。
[0034]CPU (11)可以选用89C51系列，也可以选用MSP430系列，如果选择MSP430系列，具有超低功耗，强大的处理能力，16位微控制器，丰富的片上外围模块。
[0035]上述所说的电池(12)种类有很多种，有原电池，即不能再充电的电池；二次电池、即可充电池，燃料电池，贮备电池等。此装置需选用可充电池，一旦从充电与固定基座(13)上拔下，能保证长时间供电，让受灾人员有充足电量使用辅助求生功能和使用收音机收听救援?目息。
[0036]以上所述仅为本实用新型的较佳实施实例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，所述地震预警云监测网络包括地震预警网络服务器和家用便携式监测终端；其特征在于，该终端包括三维加速度传感器(I)、GPS全球定位模块(2)、有线和无线网络通讯模块(3)、显示和声音模块(4)、辅助求生模块(5)、温湿度测量模块(6)、应急照明(7)、收音机(8)、按键模块(9)、时钟模块(10)、分别通过相应的接口与CPU(Il)相连，另外，还包括电池(12)、充电与固定基座(13)。
2.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，三维加速度传感器(I)用于监测地震发生时产生的P波和S波，GPS全球定位系统(2)用于实时测量自身地理位置，由CPU(Il)进行分析处理，并通过有线和无线网络通讯模块(3)，将地震波和自身地理位置信息实时上传到地震预警网络服务器，并通过有线和无线网络通讯模块(3)接收地震预警网络服务器传回来的地震预警信息，利用显示和声音报警电路(4)进行显示和声音报警提示，包括震中、震级、地震波预计到达本处的时间，提醒人员逃生。
3.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，辅助求生模块(5)包括脉搏及体温测量模块、近距离无线脉冲信号发射、近距离无线对讲三个部分，地震后受灾人员如果被掩埋在建筑中，脉搏及体温测量模块可主动采集持有者的脉搏体温等生命体征信息，通过近距离无线脉冲模块主动或被动对外发射求救信号，近距离无线对讲模块可用于主动呼救，以及在被搜救人员发现后进行相互沟通。
4.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，通过按键模块(9)选择，持有者可利用显示和声音模块(4)选择播放地震逃生和被困后的求生常识，并由应急照明(7)照亮，以及利用收音机模块⑶收听有关的救援信息。
5.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，温湿度测量模块(6)可测量环境温湿度，时钟模块(10)用于网络对时，并通过显示和声音模块(4)实时显示时间、温度、湿度信息。
6.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，正常情况下该终端插于充电与固定基座上(13)，保持电池(12)满电状态，并起固定作用，保证振动信号测量准确。
7.根据权利要求1所述的用于地震预警云监测网络的家用便携式监测终端，其特征在于，显示和声音模块(4)的报警方式采用声音的不同频率表示震级强度、声音的不同间隔表示预警时间长短。
【文档编号】G08B21/10GK204087436SQ201420395581
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】周封, 周至柔, 郝婷, 王晨光, 王丙全, 刘健, 贺琳琳, 谢恩哲, 胡海涛 申请人:哈尔滨理工大学, 周封