地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，第一電源模塊分別為GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、報警模塊、輸入輸出模塊供電，第二電源模塊分別為微處理器模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊供電；微處理器模塊分別與GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊電連接；以太網(wǎng)模塊通過連接模塊與其他設(shè)備之間有線連接，通過第一電源模塊和第二電源模塊對各個模塊進行獨立供電，在任何情況下都可以保證信號傳輸系統(tǒng)的運行，對地質(zhì)災害的發(fā)生地點定位準確，性能穩(wěn)定，工作可靠，成本低，操作方便。
【專利說明】地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，屬于監(jiān)測報警裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)災害主要由自然或人為地質(zhì)作用引起，對地質(zhì)環(huán)境造成災難性的破壞，它主要包括地震、山體滑坡、泥石流、地面沉降、火山噴發(fā)和地面裂縫等。近年來，在世界范圍內(nèi)，地質(zhì)災害呈高發(fā)性態(tài)勢，在我國地質(zhì)災害現(xiàn)象也有加劇態(tài)勢，且?guī)淼娜肆ω斄p失十分慘重。
[0003]然而，現(xiàn)有的突發(fā)性地質(zhì)災害不能及時向外部報警，即不能及時將地質(zhì)災害的信息和位置傳給外部人員，采用人工對災害突發(fā)點報警及定位，不僅記錄數(shù)據(jù)不準確還可能給工作人員帶來生命危險，而且無法實現(xiàn)二十四小時的無縫檢測，綜上所述現(xiàn)有的一些地質(zhì)災害報警、傳輸及定位系統(tǒng)存在以下問題:報警不及時，報警點傳輸信息困難、觀察點不安全及對事發(fā)地定位不準確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，對地質(zhì)災害的發(fā)生地點及時向外部傳輸信息，定位準確，性能穩(wěn)定，工作可靠，無需人工操作，實現(xiàn)自動化操作，設(shè)備安裝簡單，可以工作在惡劣的環(huán)境中。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，包括第一電源模塊、第二電源模塊、微處理器模塊、GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、連接模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊，所述的第一電源模塊分別為GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、報警模塊、輸入輸出模塊供電，所述的第二電源模塊分別為微處理器模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊供電；微處理器模塊分別與GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊電連接；以太網(wǎng)模塊通過連接模塊與其他設(shè)備之間有線連接。
[0006]GPS或北斗定位模塊包括GPS或北斗定位芯片U2，GPRS模塊包括GPRS芯片U3，微處理器模塊包括微控制器芯片U1，所述的GPS或北斗定位芯片U2的管腳I分別與GPRS芯片U3的管腳2、電阻Rl的一端、晶體管Q的發(fā)射極E連接，電阻Rl的另一端分別與微控制器芯片Ul的管腳80、電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接地，晶體管Q的集電極分別與電阻R2的一端以及第一電源模塊連接；晶體管Q的基極B分別與電阻R2的另一端以及微控制器芯片Ul的管腳7連接；GPS或北斗定位芯片U2的管腳2接地，GPS或北斗定位芯片U2的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳25連接，GPS或北斗定位芯片U2的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳26連接；GPRS芯片U3的管腳3、4、5接地，GPRS芯片U3的管腳7與微控制器芯片Ul的管腳68連接，GPRS芯片U3的管腳9與微控制器芯片Ul的管腳69連接，GPRS芯片U3的管腳13、14、15、16分別對應與微控制器芯片Ul的管腳66、65、64、63連接。
[0007]無線傳輸模塊為無線433M芯片U4或2.4G無線芯片U5，所述的無線433M芯片U4的管腳I接地，無線433M芯片U4的管腳2、3、4、5、6分別對應與微控制器芯片Ul的管腳18、33、34、29、32連接，無線433M芯片U4的管腳7、8、9、10、11分別對應與微控制器芯片Ul的管腳31、30、17、16、15連接，無線433M芯片U4的管腳12與第二電源模塊連接；所述的2.4G無線芯片U5的管腳I接地、管腳2與第二電源模塊連接、管腳3與微控制器芯片Ul的管腳79連接、管腳4與微控制器芯片Ul的管腳29連接、管腳5與微控制器芯片Ul的管腳30連接、管腳6與微控制器芯片Ul的管腳32連接、管腳7與微控制器芯片Ul的管腳31連接、管腳8與微控制器芯片Ul的管腳78連接。
[0008]輸入輸出模塊包括顯示屏芯片U8，顯示屏芯片U8的管腳I與第一電源模塊連接、顯示屏芯片U8的管腳2與微控制器芯片Ul的管腳68連接、顯示屏芯片U8的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳69連接、顯示屏芯片U8的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳35連接、顯示屏芯片U8的管腳5與微控制器芯片Ul的管腳36連接、顯示屏芯片U8的管腳6接地。
[0009]第一電源模塊和第二電源模塊分別由開關(guān)電源進行供電。
[0010]微控制器芯片Ul的型號為STM32。
[0011]輸入輸出模塊為觸摸顯示屏。
[0012]本實用新型通過將微處理器模塊、GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、連接模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊集中在一個系統(tǒng)上，通過第一電源模塊和第二電源模塊對各個模塊進行獨立供電，在任何情況下都可以保證信號傳輸系統(tǒng)的運行，正常狀態(tài)可以通過觸摸顯示屏，經(jīng)無線信號查詢該主站所控制的分站工作狀態(tài)及系統(tǒng)內(nèi)各臺設(shè)備工作狀態(tài)并顯示，保證系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備工作完好及通訊暢通，在微控制器控制下存儲每天的工作日志，并將檢測的工作日志，通過無線GPRS (移動或聯(lián)通網(wǎng))或通過以太網(wǎng)模塊發(fā)往各級國土監(jiān)控部門，主站與分站間的通訊是雙無線傳輸系統(tǒng)，即無線433M芯片或GPRS芯片，即使在惡劣的環(huán)境中，一路失效，另一路仍然能傳輸檢測信息，系統(tǒng)內(nèi)任何一處有突發(fā)事件發(fā)生，無線433M芯片或GPRS芯片接收信號至微處理器模塊，微處理器模塊收到信號后，發(fā)無線信號核實突發(fā)事件報警點的報警真?zhèn)?。核實無誤后，顯示報警點，在本機報警的同時，發(fā)信號至各無線報警器報警，并通過GPRS模塊將報警點的經(jīng)瑋度(位置)發(fā)至國土監(jiān)控部門，可以在有關(guān)部門的監(jiān)控顯示屏上顯示，同時，以信息的方式，發(fā)至有關(guān)人員手機，報告突發(fā)事件的情況，將該突發(fā)事件記錄在日志上，以便以后調(diào)研分析，主站內(nèi)所有檢測點都可以在觸摸顯示屏上直觀顯示，當在屏幕上按下該點時，即可查看到檢測點的全部信息，且對地質(zhì)災害的發(fā)生地點定位準確，性能穩(wěn)定，工作可靠，成本低，操作方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的電原理框圖；
[0014]圖2是圖1中GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、輸入輸出模塊的電路圖；
[0015]圖3是圖1中微處理器模塊的電路圖；
[0016]圖4是圖1中以太網(wǎng)模塊的電路圖；
[0017]圖5是圖1中連接模塊的電路圖；
[0018]圖6是圖1中報警模塊的電路圖；
[0019]圖7是圖1中存儲模塊的電路圖；
[0020]圖8是圖1中第一電源模塊的電路圖；
[0021]圖9是圖1中第二電源模塊的電路圖；
[0022]圖10是開關(guān)電源的電路圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0024]如圖1所示，一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，包括第一電源模塊、第二電源模塊、微處理器模塊、GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、連接模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊，所述的第一電源模塊分別為GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、報警模塊、輸入輸出模塊供電，所述的第二電源模塊分別為微處理器模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊供電；微處理器模塊分別與GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊電連接；以太網(wǎng)模塊通過連接模塊與其他設(shè)備之間有線連接。
[0025]如圖2、圖3所示，GPS或北斗定位模塊包括GPS或北斗定位芯片U2，GPRS模塊包括GPRS芯片U3，微處理器模塊包括微控制器芯片Ul，所述的GPS或北斗定位芯片U2的管腳I分別與GPRS芯片U3的管腳2、電阻Rl的一端、晶體管Q的發(fā)射極E連接，電阻Rl的另一端分別與微控制器芯片Ul的管腳80、電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接地，晶體管Q的集電極分別與電阻R2的一端以及第一電源模塊連接；晶體管Q的基極B分別與電阻R2的另一端以及微控制器芯片Ul的管腳7連接；GPS或北斗定位芯片U2的管腳2接地，GPS或北斗定位芯片U2的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳25連接，GPS或北斗定位芯片U2的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳26連接；GPRS芯片U3的管腳3、4、5接地，GPRS芯片U3的管腳7與微控制器芯片Ul的管腳68連接，GPRS芯片U3的管腳9與微控制器芯片Ul的管腳69連接，GPRS芯片U3的管腳13、14、15、16分別對應與微控制器芯片Ul的管腳66、65、64、63 連接。
[0026]無線傳輸模塊為無線433M芯片U4或2.4G無線芯片U5，所述的無線433M芯片U4的管腳I接地，無線433M芯片U4的管腳2、3、4、5、6分別對應與微控制器芯片Ul的管腳18、33、34、29、32連接，無線433M芯片U4的管腳7、8、9、10、11分別對應與微控制器芯片Ul的管腳31、30、17、16、15連接，無線433M芯片U4的管腳12與第二電源模塊連接；所述的2.4G無線芯片U5的管腳I接地、管腳2與第二電源模塊連接、管腳3與微控制器芯片Ul的管腳79連接、管腳4與微控制器芯片Ul的管腳29連接、管腳5與微控制器芯片Ul的管腳30連接、管腳6與微控制器芯片Ul的管腳32連接、管腳7與微控制器芯片Ul的管腳31連接、管腳8與微控制器芯片Ul的管腳78連接。
[0027]輸入輸出模塊包括顯示屏芯片U8，顯示屏芯片U8的管腳I與第一電源模塊連接、顯示屏芯片U8的管腳2與微控制器芯片Ul的管腳68連接、顯示屏芯片U8的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳69連接、顯示屏芯片U8的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳35連接、顯示屏芯片U8的管腳5與微控制器芯片Ul的管腳36連接、顯示屏芯片U8的管腳6接地。
[0028]如圖4、圖5、圖7、圖8、圖9和圖10所示，以太網(wǎng)模塊包括芯片U6、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、晶振J和電感L，所述的U6為ENC28J60芯片，連接模塊包括RJ45接口芯片U9、電阻R9、電阻RlO、電容C6，U6的管腳I通過電容C2與U6的管腳2并聯(lián)后接地，U6的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳91連接、U6的管腳6、7、8、9分別對應與微控制器芯片Ul的管腳31、32、30、29連接，U6的管腳10與微控制器芯片Ul的管腳92連接，U6的管腳11接地，U6的管腳12通過電阻R4后與U6的管腳13通過電阻R5并接后與電容Cl的一端連接，U6的管腳14通過電阻R6后與電容Cl的另一端并接后接地，U6的管腳15、19、20、25、28與第二電源模塊連接，U6的管腳16、17分別通過電阻R8、R7并接在電容C5的一端、電感L的一端，電容C5的另一端接地，電感L的另一端與第二電源模塊連接，U6的管腳18、21、22并接后接地，U6的管腳26、27分別通過電阻R10、R9與RJ45接口芯片U9的管腳12、9連接，RJ45接口芯片U9的管腳1、2分別對應與芯片U6的管腳16、17連接，耵45接口芯片現(xiàn)的管腳4通過電容C6與RJ45接口芯片U9的管腳8并接后接地，RJ45接口芯片U9的管腳5、10、11、A、B接地，RJ45接口芯片U9的管腳3、6分別對應與芯片U6的管腳12、13連接。
[0029]第一電源模塊和第二電源模塊分別由開關(guān)電源進行供電，電源模塊采用雙供電系統(tǒng)，且自動轉(zhuǎn)換，在任何供電狀態(tài)下，系統(tǒng)都對供電狀態(tài)進行檢測。
[0030]微控制器芯片Ul可以是普通的超低功耗控制器也可以是STMxxL系列的控制器，本實用新型中優(yōu)選為STM32控制器，STM32控制器體積小，功耗低。
[0031]輸入輸出模塊為觸摸顯示屏，操作方便。
[0032]工作原理:微控制器芯片Ul型號STM32，該芯片集成了豐富的接口，可以直接與具有SP1、USART接口的芯片連接，可以接收GPS授時及實現(xiàn)設(shè)備定位，正常狀態(tài)可以通過觸摸顯示屏，經(jīng)無線信號查詢該主站所控制的分站工作狀態(tài)及系統(tǒng)內(nèi)各臺設(shè)備工作狀態(tài)、并顯示，保證系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備工作完好及通訊暢通。
[0033]該系統(tǒng)可隨時接收來自分站管理的無線監(jiān)測設(shè)備發(fā)來的突發(fā)事件信號及正常工作時的數(shù)據(jù)信號，并能隨時將接收到的突發(fā)事件信號或正常工作時的數(shù)據(jù)信號在該主站系統(tǒng)輸入輸出模塊上進行顯示。該系統(tǒng)通過采用GPRS模塊和無線傳輸模塊可以保證該系統(tǒng)不依賴有線傳輸介質(zhì)，通過無線的方式即可與各分站管理的無線監(jiān)測設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸，而且無線傳輸模塊和GPRS模塊構(gòu)成了一主一備兩路傳輸，當任何一路傳輸發(fā)生故障時，另一路傳輸會自動啟用，這樣就避免了因一些惡劣的環(huán)境而影響數(shù)據(jù)的正常傳輸，從而確保了該主站系統(tǒng)收到的數(shù)據(jù)會及時的轉(zhuǎn)發(fā)出來，進一步發(fā)往各級國土監(jiān)控部門。GPRS模塊可以選自移動、聯(lián)通或電信中的一種或多種，從而進一步確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃浴?br> [0034]當無線監(jiān)測設(shè)備檢測到突發(fā)事件信號時，發(fā)出一個信號給微處理器模塊，微處理器模塊處理后將該信號傳至無線傳輸模塊，經(jīng)無線傳輸模塊發(fā)送至各分站，分站收到事故信號后，將GPS或北斗定位模塊定位的信息及事故信息發(fā)往主站，當監(jiān)控中心的主站系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)成功后，會向分站的無線傳輸模塊發(fā)送一個成功確認信號，該成功確認信號到達后，表明相應的數(shù)據(jù)已發(fā)送完成；當無線傳輸模塊發(fā)出數(shù)據(jù)一段時間后未收到來自監(jiān)控中心的反饋信號，微處理器模塊會判斷為發(fā)送失敗，從而會啟用GPRS模塊，從而利用GPRS模塊將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心的主站；在各分站站點的數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，GPRS模塊會將報警信息以短信的形式發(fā)送給相關(guān)技術(shù)人員的手機上，也會將報警點的經(jīng)瑋度發(fā)送至相應的國土監(jiān)控部門的監(jiān)測系統(tǒng)上，來報告突發(fā)事件。
[0035]在監(jiān)控中心的該主站系統(tǒng)收到各分站的突發(fā)事件數(shù)據(jù)后，會向各分站的無線傳輸模塊發(fā)送較驗報警真?zhèn)蔚男盘?，無線傳輸模塊收到該信號后，將其傳給微處理器模塊，微處理器模塊進行完報警點確認的，會通過無線傳輸模塊發(fā)送較驗數(shù)據(jù)給監(jiān)控中心的主站系統(tǒng)，從而確保主站系統(tǒng)監(jiān)控的高可靠性。
[0036]當無突發(fā)情況時，無線傳輸模塊會輪詢各分站系統(tǒng)管理的無線監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，將收到的各分站系統(tǒng)管理的無線監(jiān)測設(shè)備的工作數(shù)據(jù)及設(shè)備編號等信息發(fā)送給監(jiān)測中心的該主站系統(tǒng)，收到來自監(jiān)測設(shè)備的工作日志數(shù)據(jù)，另外，無線傳輸模塊還會根據(jù)該主站的指令查詢各分站系統(tǒng)狀態(tài)及各分站系統(tǒng)所管理的相應的無線監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，并將收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)及時地發(fā)送給監(jiān)控中心的主站系統(tǒng)。
[0037]該主站系統(tǒng)采用的供電系統(tǒng)是三組電源，即第一電源模塊、第二電源模塊和24V電源模塊，這三組電源正常時都外接交流220V電壓供電，當在發(fā)送災情的過程中，很可能失去外部供電，當失去外部供電后，系統(tǒng)自動切換成第一電源模塊、第二電源模塊和24V電源模塊進行供電，可以保證整個系統(tǒng)工作的可靠和穩(wěn)定性，不會因為外部電源的斷電導致整個系統(tǒng)不能正常工作。
【權(quán)利要求】
1.一種地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，包括第一電源模塊、第二電源模塊、微處理器模塊、GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、連接模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊，其特征在于，所述的第一電源模塊分別為GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、報警模塊、輸入輸出模塊供電，所述的第二電源模塊分別為微處理器模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊供電；微處理器模塊分別與GPS或北斗定位模塊、GPRS模塊、無線傳輸模塊、以太網(wǎng)模塊、輸入輸出模塊、報警模塊和存儲模塊電連接；以太網(wǎng)模塊通過連接模塊與其他設(shè)備之間有線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPS或北斗定位模塊包括GPS或北斗定位芯片U2，GPRS模塊包括GPRS芯片U3，微處理器模塊包括微控制器芯片Ul，所述的GPS或北斗定位芯片U2的管腳I分別與GPRS芯片U3的管腳2、電阻Rl的一端、晶體管Q的發(fā)射極E連接，電阻Rl的另一端分別與微控制器芯片Ul的管腳80、電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接地，晶體管Q的集電極分別與電阻R2的一端以及第一電源模塊連接；晶體管Q的基極B分別與電阻R2的另一端以及微控制器芯片Ul的管腳7連接；GPS或北斗定位芯片U2的管腳2接地，GPS或北斗定位芯片U2的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳25連接，GPS或北斗定位芯片U2的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳26連接；GPRS芯片U3的管腳3、4、5接地，GPRS芯片U3的管腳7與微控制器芯片Ul的管腳68連接，GPRS芯片U3的管腳9與微控制器芯片Ul的管腳69連接，GPRS芯片U3的管腳13、14、15、16分別對應與微控制器芯片Ul的管腳66、65、64、63連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳輸模塊為無線433M芯片U4或2.4G無線芯片U5，所述的無線433M芯片U4的管腳I接地，無線433M芯片U4的管腳2、3、4、5、6分別對應與微控制器芯片Ul的管腳18、33、34、29、32連接，無線433M芯片U4的管腳7、8、9、10、11分別對應與微控制器芯片Ul的管腳31、30、17、16、15連接，無線433M芯片U4的管腳12與第二電源模塊連接；所述的2.4G無線芯片U5的管腳I接地、管腳2與第二電源模塊連接、管腳3與微控制器芯片Ul的管腳79連接、管腳4與微控制器芯片Ul的管腳29連接、管腳5與微控制器芯片Ul的管腳30連接、管腳6與微控制器芯片Ul的管腳32連接、管腳7與微控制器芯片Ul的管腳31連接、管腳8與微控制器芯片Ul的管腳78連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸入輸出模塊包括顯示屏芯片U8，顯示屏芯片U8的管腳I與第一電源模塊連接、顯示屏芯片U8的管腳2與微控制器芯片Ul的管腳68連接、顯示屏芯片U8的管腳3與微控制器芯片Ul的管腳69連接、顯示屏芯片U8的管腳4與微控制器芯片Ul的管腳35連接、顯示屏芯片U8的管腳5與微控制器芯片Ul的管腳36連接、顯示屏芯片U8的管腳6接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一電源模塊和第二電源模塊分別由開關(guān)電源進行供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的微控制器芯片Ul的型號為STM32。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地質(zhì)監(jiān)測主站系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸入輸出模塊為觸摸顯示屏。
【文檔編號】G08B25/10GK204229596SQ201420641178
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】劉軒, 侯捷, 李敬澤, 朱志明, 張梅梅 申請人:朱志明