地震前兆信号处理系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号处理领域，并且特别涉及一种地震前兆信号处理系统及方法。
【背景技术】
[0002] 一直以来，地震给国家和人民造成了巨大的损失，精确地预测地震发生的时间、地 点是减少损失最有效的方法，而建立实时、稳定、大范围的地震信号采集传输系统是地震预 测评估的如提。
[0003] 如何实时、稳定、无线、无人值守地进行原始数据重要特征传输成为目前地震信号 采集监控系统的难点。在当前的信号传输系统中多使用有线网络传输数据，或者利用GPRS 进行小数据量的数据传输。当前的数据传输方案采用的传输传感器采集到是未经过特征提 取的原始数据，若将传感器采集的原始数据或仅做简单的压缩处理后的数据发送到远程数 据中心将大幅度提高对网络、功耗的要求。
[0004] 因此需要一种改进的地震前兆信号处理系统及方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种地震前兆信号处理系统及方法。
[0006] 本发明实施例提供一种地震前兆信号处理系统，其特征在于，包括：接收模块，用 于接收地下多路传感器采集终端发送的原始数据；电源模块，耦合于所述接收模块、中央处 理器以及发射模块，用于为所述接收模块、所述中央处理器以及所述发射模块供电；中央处 理器，耦合于所述接收模块，用于分析处理来自所述接收模块的所述原始数据，并将分析处 理后的数据打包形成数据记录，根据网络的状态判定将所述数据记录传递到发射模块或者 存储模块；所述发射模块，耦合于所述中央处理器，用于将来自所述中央处理器的所述数据 记录发射到远程数据中心；以及所述存储模块，耦合于所述中央处理器，用于暂时存储来自 所述中央处理器的所述数据记录，其中，所述中央处理器包括数据接收单元和数据分析处 理单元，所述数据接收单元用于对来自所述接收模块的所述原始数据进行预处理，所述数 据分析处理单元耦合于所述数据接收单元，用于对预处理后的数据进行数据特征提取打包 形成所述数据记录，并进行时域异常判断，根据所述数据特征提取产生的简化直方图对所 述原始数据进行所述时域异常判断。
[0007] 优选地，当所述网络正常通畅时，所述中央处理器将所述数据记录传递到所述发 射模块；当所述网络异常阻断时，所述中央处理器将所述数据记录传递到所述存储模块暂 存；当所述网络恢复通畅时，所述中央处理器从所述存储模块中读出所述数据记录，传递到 所述发射模块。
[0008] 优选地，所述中央处理器还包括：存储控制单元，耦合于所述数据分析处理单元， 用于检查所述网络的状态；以及数据发送单元，耦合于所述数据分析处理单元，用于发送所 述数据记录，其中，若所述网络正常通畅，则所述存储控制单元检查所述存储模块中是否有 所述数据记录，若所述存储模块中有所述数据记录，则所述存储控制单元将所述存储模块 中的所述数据记录逐条读出并传递到所述数据发送单元，所述数据发送单元在完成对所述 存储模块中的所述数据记录的发送后，再发送记录，若所述存储模块中没有所述数据记录， 则所述存储控制单元直接将所述数据记录传递到所述数据发送单元，若所述网络异常阻 塞，则所述存储控制单元将所述数据记录存储至所述存储模块。
[0009] 优选地，所述中央处理器还包括：电源管理单元，耦合于所述数据分析处理单元， 用于控制所述电源模块，其中，所述电源模块由市电供电或蓄电池供电，当所述市电断电 时，所述电源管理单元将所述电源模块切换成所述蓄电池供电，当所述市电恢复时，所述电 源管理单元将所述电源模块切换成所述市电供电，并对所述蓄电池进行充电，且其中，对每 24小时的蓄电池电压进行测量，若测量电压V_与蓄电池额定电压、有：V_〈0. 9*、则为 所述蓄电池电量过低，若此时所述市电正常供电，则向所述数据分析处理单元发出蓄电池 寿命将尽的报警；若此时所述市电为断电状态，则向所述数据分析处理单元发出蓄电池电 量耗尽的报警，所述数据分析处理单元控制所述数据发射模块将报警发送至所述远程数据 中心。
[0010] 优选地，所述数据分析处理单元还用于对预处理后的数据进行数据特征提取和频 域异常判断，根据所述数据特征提取产生的频谱全局峰值对所述原始数据进行频域异常判 断。
[0011] 优选地，所述数据分析处理单元还用于根据所述时域异常判断的结果进行数据打 包，若产生异常，则对所述原始数据进行打包形成所述数据记录，若不产生异常，则对提取 的所述数据特征进行打包形成所述数据记录。
[0012] 优选地，所述数据特征包括均值和所述简化直方图。
[0013] 本发明实施例提供一种地震前兆信号处理方法，其特征在于，包括：由中央处理器 的数据接收单元对原始数据进行预处理；由所述中央处理器的数据分析处理单元对经过预 处理的数据进行数据特征提取、时域异常判断以及数据打包，产生第一数据记录，其中，根 据所述数据特征提取产生的简化直方图对所述原始数据进行所述时域异常判断；以及
[0014] 由所述中央处理器的存储控制单元检测网络是否通畅，在所述网络正常通畅时， 由所述存储控制单元检查存储模块中是否有所述数据记录，在所述网络异常阻塞时，由所 述存储控制单元将所述第一数据记录存储到所述存储模块中。
[0015] 优选地，还包括：在所述网络正常通畅时，若所述存储模块中有所述数据记录，则 由所述存储控制单元从所述存储模块中读出第二数据记录，将所述第二数据记录从所述存 储模块中清除，并将所述第二数据记录传递到数据发送单元，由所述数据发送单元将所述 第二数据记录发送出去；以及在所述网络正常通畅时，若所述存储模块中没有所述数据记 录，由所述存储控制单元将所述第一数据记录传递到所述数据发送单元，由所述数据发送 单元将所述第一数据记录发送出去。
[0016] 优选地，还包括：由电池管理单元对电源模块的状况进行检测并进行控制，所述电 源模块由市电供电或蓄电池供电，当所述市电断电时，由所述电源管理单元将所述电源模 块切换成所述蓄电池供电，当所述市电恢复时，由所述电源管理单元将所述电源模块切换 成所述市电供电，并对所述蓄电池进行充电，其中，对每24小时的蓄电池电压进行测量，若 测量电压￥_与蓄电池额定电压有：V_〈0. 9*VS则为所述蓄电池电量过低，若此时所述市 电正常供电，则向所述数据分析处理单元发出蓄电池寿命将尽的报警；若此时所述市电为 断电状态，则向所述数据分析处理单元发出蓄电池电量耗尽的报警，所述数据分析处理单 元控制所述数据发射模块将报警发送至所述远程数据中心。
[0017] 本发明提供的地震前兆信号处理系统及方法通过数据特征提取与异常判断相结 合，在大大降低了对通信和本地存储的要求的同时，实时高效地将传感器采集到的数据传 送到数据中心，并且在网络异常时能够将完整的数据传递到数据中心。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1是本发明一实施例提供的地震前兆信号处理系统的结构示意图。
[0020] 图2是本发明一实施例提供的地震前兆信号处理系统的中央处理器的结构示意 图。
[0021] 图3是本发明一实施例提供的地震前兆信号处理方法的具体流程图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明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发明，并 不用于限定本发明。
[0023]图1是本发明一实施例提供的地震前兆信号处理系统100的结构示意图。如图 1所示，地震前兆信号处理系统100包括接收模块110、耦合于接收模块110的中央处理器 120、耦合于中央处理器120的发射模块130、耦合于中央处理器120的存储模块140、以及 耦合于接收模块110、中央处理器120和发射模块130的电源模块150。
[0024] 在本发明一实施例中，接收模块110用于接收地下多路传感器采集终端发送的原 始数据，并将接收的原始数据传递到中央处理器120。其中，多路传感器可以包括以下传感 器中的一种或多种：压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、温度传感器、加速度传感器、电磁传 感器。
[0025] 在本发明一实施例中，中央处理器120用于分析处理来自接收模块110的原始数 据，并将分析处理后的数据打包形成数据记录，根据网络状态决定将数据记录传递到发射 模块130或者存储模块140。具体而言，当网络正常通畅时，中央处理器120将数据记录传 递到发射模块130 ;当网络异常阻断时，中央处理器120将数据记录传递到存储模块140暂 存；当网络恢复通畅时，中央处理器120再从存储模块140中读出数据记录，传递到发射模 块 130。
[0026] 在本发明一实施例中，发射模块130用于将来自中央处理器120的数据记录发射 到远程数据中心。在本发明一实施例中，存储模块140用于暂时存储来自中央处