专利名称：基于虚拟仪器的地震监测与报警器的制作方法
技术领域：
本发明属于地震预警技术领域，利用虚拟仪器、磁场测量、地震监测等技
术监测磁场数据，为地震预报提供依据，具体涉及一种基于虚拟仪器的i也震监
测与报警器。
背景技术：
地震可以在瞬间造成巨大灾难，给人民生命财产带来了不可估量的矛员失， 地震监测是国内外的一项重要研究课题，而目前的磁场监测设备，多为电子线 路板，存储容量小，数据交流不方便，且不能进行数据的后续处理。
发明内容
为此，本发明的目的是提供了一种基于虚拟仪器的地震监测与报警器，育g 长时间监测地磁场状态及报警地磁场的异常扰动，保存地磁数据，并对数据{故 后续的处理。监测数据保存在PC硬盘上，可以无限长时间的监测地磁场数据， 数据格式简单，方便研究人员进行监测数据的交流，数据的后续分析、处理也 非常方便。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是具有电脑和磁场传感器，所述 电脑和磁场传感器连接，通过电脑上的虚拟仪器软件读取磁场传感器通过串口 发送过来的一串16进制数据，所述虚拟仪器软件截取其中的两个有效字节， 进行进制换算、方位值计算等数据处理得到地磁场方位值，将此方位值与该i也 正常地磁场方位值比较转化为地磁场状态显示在电脑用户界面上，所述虚J以仪 器软件调用函数读出每个地磁场方位值所对应的时间，实时绘制出地磁场方位
3值与对应时间的二维图形，将地磁场状态、方位值及对应的时间保存成数据文 件，作为监测数据，为以后的研究提供资料，对监测数据进行后续处理，计算
出均值、方差、概率密度等相关统计参数，为地震研究人员提供数据参考；当 地磁场发生异常扰动时，所述电脑就会发出异常报警，并把此刻的地磁场方位 值和时间记录在异常数据文件中。
本发明利用地震前地磁场会发生扰动的原理，它可以长时间监测地磁场状 态及报警地磁场的异常扰动；本发明采用虚拟仪器技术，大大节省了硬件成本， 数据的显示、保存、后续处理全都在电脑上的虚拟仪器软件中进行；将地磁场 状态及异常数据保存成特定数据格式，存储于PC硬盘上，格式简单，可以监 测无限长时间，实时显示并绘制地磁场数据与时间曲线；当地磁场异常扰动时， 能发出各种警报并做出记录；监测数据格式简单可方便的读取、拷贝；对监测 数据进行后续处理、统计、分析，为地震研究人员提供判断依据；同时方便对 监测数据进行后续处理及地震研究人员之间进行交流。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图l是本发明的结构示意图。 图2是本发明的软件功能框图。
具体实施例方式
参见附图，本发明具有电脑和磁场传感器，磁场传感器由电脑的USB 口 供电，同时通过RS232串口向电脑串口发送字符串。通过电脑上的虚拟仪器软 件读取磁场传感器通过串口发送过来的一串16进制数据，所述虚拟仪器软《牛 截取其中的两个有效字节，进行进制换算、方位值计算等数据处理得到地磁场，方位值，将此方位值与该地正常地磁场方位值比较转化为地磁场状态(正常态、 异常态)显示在电脑用户界面上，所述虚拟仪器软件调用函数读出每个地磁场
方位值所对应的时间，实时绘制出地磁场方位值与对应时间的二维图形，将i也
磁场状态、方位值及对应的时间保存成数据文件，作为监测数据，为以后的研: 究提供资料，对监测数据进行后续处理，计算出均值、方差、概率密度等相关 统计参数，为地震研究人员提供数据参考；当地磁场发生异常扰动时，所述电 脑就会发出异常报警，并把此刻的地磁场方位值和时间记录在异常数据文科: 中。
在本发明中，所述虚拟仪器软件包括采集模块、显示模块、保存模块、警 告模块、数据处理模块。其中各部分功能为
采集模块设置串行通信的相关参数，包括波特率、数据位、奇偶校验等。 读取传感器的发送过来的16进制字符串并显示出来，截取其中的有效字节(X 方向地磁场方位值和Y方向地磁场方位值)，对这两字节数据进行数值转换、
公式计算等得到地磁场方位值。
显示模块将所述虚拟仪器软件计算出来的地磁场方位值与该地无地震发 生时的地磁场方位值比较，差值在设定范围之内，认为是正常，超过设定范围， 认为是异常。实时地将当前地磁场状态(正常状态/异常状态)，显示在电脑用 户界面上；所述虚拟仪器软件在计算出地磁场方位值的同时，调用函数读取该
时刻的电脑上的时间值(年月日时分秒)，绘制地磁场数据与对应时间的二会隹 曲线图。
保存模块所述虚拟仪器软件每隔半秒钟向总监测数据文件中添加一条i己 录，内容包括时、分、秒、此刻地磁场方位值、正常(或异常)。当地磁场异常扰动超过设定值时，所述虚拟仪器软件会向异常监测数据文件中添加一条i己 录，内容包括时、分、秒、此刻地磁场方位值、异常、与前一时刻地磁场方位 值的差值。另外，用户可设定监测数据文件保存的路径，监测数据文件保存的 时间间隔(每多少小时保存一次)。
警告模块当地磁场异常变化超过设定值时，所述电脑用户界面中报警火丁 由绿色变为红色发出异常警告，同时电脑发出报警音；
数据处理模块读取总监测数据文件中的地磁场方位值，计算出每分钟地 磁场方位值的平均值、方差、概率密度，并将这些数据保存在统计数据文^牛中， 格式为开始时间、截止时间、均值、方差、概率密度。
上面所述的实施例仅仅是对本发明优选实施方式进行描述，并非对本发明 的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通技 术人员对本发明技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本发明的保护范 围。
权利要求
1、一种基于虚拟仪器的地震监测与报警器，其特征在于所述的地震监测与报警器具有电脑和磁场传感器，所述电脑和磁场传感器连接，通过电脑上的虚拟仪器软件读取磁场传感器通过串口发送过来的一串16进制数据，所述虚拟仪器软件截取其中的两个有效字节，进行进制换算、方位值计算等数据处理得到地磁场方位值，将此方位值与该地正常地磁场方位值比较转化为地磁场状态显示在电脑用户界面上，所述虚拟仪器软件调用函数读出每个地磁场方位值所对应的时间，实时绘制出地磁场方位值与对应时间的二维图形，将地磁场状态、方位值及对应的时间保存成数据文件，作为监测数据，为以后的研究提供资料，对监测数据进行后续处理，计算出均值、方差、概率密度等相关统计参数，为地震研究人员提供数据参考；当地磁场发生异常扰动时，所述电脑就会发出异常报警，并把此刻的地磁场方位值和时间记录在异常数据文件中。
全文摘要
本发明公开了一种地震监测与报警器，其主要特征是具有电脑和磁场传感器，通过所述电脑上的虚拟仪器软件读取磁场传感器发送过来的数据，截取其中的有效字节，进行数据处理得到地磁场方位值，将此方位值与该地正常地磁场方位值比较得到地磁场状态显示在电脑用户界面上，实时绘制地磁场方位值与对应时间的二维图形，将地磁场状态、方位值及对应时间保存成数据文件，对监测数据进行后续处理，计算出均值、方差等相关参数，当地磁场发生异常扰动时，电脑发出异常报警，并把此刻的地磁场方位值和时间记录在异常数据文件中。该发明具有成本非常低，监测时间无限长，监测数据格式简单，数据的后续处理方便且易于扩展，研究人员数据交流简单方便等优点。
文档编号G01V1/00GK101630011SQ20091006583
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者刘红钊, 崔本亮, 宇 张, 雷 张, 罗长庚, 郭广猛 申请人:南阳师范学院