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地震前兆監(jiān)測儀 >> SY-M
鷹眼地震前兆電磁波監(jiān)測儀是一個高科技電子產(chǎn)品，是一個集單片微型計算機接口技術(shù)、測量技術(shù)、
通信技術(shù)于一體的裝置，運用了近年來**的高科技成果。
因而，儀器除具有普通監(jiān)測儀器的功能（如：放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、LCD顯示、鍵盤輸入等）外，
還具有高穩(wěn)定性、高可靠性、操作簡便等特點。具體的儀器技術(shù)特點、研究內(nèi)容和實現(xiàn)的技術(shù)途徑
有以多下方面：
1. 單片微型計算機控制──該儀器采用美國原裝進口的單片微電腦芯片作為全機控制大腦，
在監(jiān)控程序控制下，儀器能自動地、連續(xù)地工作，有效地采集數(shù)據(jù)、存貯數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)、設(shè)置
參數(shù)、設(shè)置時間以及數(shù)據(jù)通信。
2. 采樣周期和間隔──為保證能接收到每一個電磁波周期信號，根據(jù)采樣定理，采樣時間
為0.01秒時，就能非常準確的捕捉到信號的完整信息。
3. 數(shù)據(jù)的可靠保存——為可靠保存長達一年的數(shù)據(jù)序列，并且不會因停電、干擾或搬遷等
因素而掉失數(shù)據(jù)，儀器為每個數(shù)據(jù)分配了固定的單元，并采用了大容量非易失性的閃爍記憶體存儲
數(shù)據(jù)，并專門設(shè)計了讀寫控制電路，嚴格控制其無序的寫入，從而提高其可靠性。另外，為了準確、
有效、長期地保存數(shù)據(jù)，把儀器中存貯器所存放某月某日某小時某一探頭的單元設(shè)成是固定的，即
共有12×31×24×2=17856個固定單元。一般情況下，儀器會按時間順序每小時更新它所對應的單元
數(shù)據(jù)，如此循環(huán)更新數(shù)據(jù)。所以，數(shù)據(jù)在儀器內(nèi)可以保存一年。當沒有電或停測時，某單元的數(shù)據(jù)
沒有被更新，仍維持上一個月的數(shù)據(jù)。
4. 存儲器容量──由于20HZ電磁波信號，每周期信號可以有兩次交變，因此一小時內(nèi)的最大計
數(shù)值為多可出現(xiàn)144000次（3600×20×2=144000），為保證能記錄到所有數(shù)據(jù)，又節(jié)省存儲單元，
采用二進制數(shù)據(jù)格式，儀器把每小時四個幅度級別的記錄單元各采用3個字節(jié)來存放累計結(jié)果。這樣
，每個小時的數(shù)據(jù)要用27個字節(jié)存放（其中三個字節(jié)存放月日時信息，12個字節(jié)存放探頭1的四個級
別的數(shù)據(jù)，12個字節(jié)存放探頭2的四個級別的數(shù)據(jù)），一天的數(shù)據(jù)為648個字節(jié)27×24=648），一個月
的數(shù)據(jù)為20088個字節(jié)（27×24×31=20088），一年的數(shù)據(jù)為241056個字節(jié)（27×24×31×12=241056）。
儀器選用了2M字節(jié)的存貯器，以備日后擴展使用。
5. 電磁波信號的放大──為解決微弱電壓信號的不失真放大難題，特選取了專用的儀表測量
放大芯片構(gòu)成了高精度、高穩(wěn)定度、低功耗、低漂移的雙端輸入程控放大電路。放大器前級放大器的
放大倍數(shù)為一能與探頭匹配的固定值，后級程控放大1到9倍，后級可以通過儀器面板上的參數(shù)設(shè)定菜
單進行手工設(shè)置，使多臺儀器的記錄結(jié)果有一個定量化的比較。
6. 0.1～20HZ低通濾波──為了濾除0.1～20HZ以外的干擾成分，采用美國MAXIM公司的八階
低通數(shù)字濾波芯片，設(shè)計成一個拐點頻率靈活設(shè)定的高**度高階低通濾波器。濾波器拐點頻率可以
通過儀器面板上的參數(shù)設(shè)定菜單進行手工設(shè)置，可以選擇測量范圍0.1~10HZ或者0.1~20HZ的濾波頻率，
以適應個別監(jiān)測點的需要和研究需要。
7. 電磁波信號幅度和頻率的采樣──反映地震前兆電磁波信號特征的兩大測量指標是其幅度
和頻率。如果對每個信號都保存其頻率值和幅度值，雖然**，但會占用大量的CPU時間和大量存儲器
空間。為有效地壓縮數(shù)據(jù)量，我們不管每個波形的實時頻率，只關(guān)心波形在每個幅度值上出現(xiàn)的次數(shù)，
以小時為單位進行分組累計，即把記錄每個實時頻率轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計每小時在每個幅度值上出現(xiàn)的頻度
（次數(shù)）。這樣做，既減少數(shù)據(jù)量又基本不丟失電磁波信號兩個特征量的變化情況。分析的時候，如果
接收的電磁波信號強，則它在多個量級中都被記錄到；如果交變次數(shù)多，則它被記錄的頻度（次數(shù)）就
高。因此，通過記錄和分析每個幅度級別的頻度，也可以知道電磁波信號的強弱變化情況。
8. 數(shù)據(jù)存貯的時間性──由于電磁波信號的變化均對應于某一時間，數(shù)據(jù)的存貯必須對應其
準確時間，所以要求儀器系統(tǒng)有一個準確的時間基準，即實時時鐘。為此，儀器采用了實時時鐘芯片，
具有百年日歷，掉電后照常行走，保證時間日期的準確性。
9. 整機的高抗干擾性──為能提高儀器的抗干擾性能，儀器采用美國XICOR公司的μp監(jiān)控芯片
設(shè)計了一個集上電復位、電源監(jiān)控、WATCHDOG（看門狗）電路于一體的單片機監(jiān)控電路，能在程序失控
下能自動喚醒CPU并重新進入正常的測量工作。
10. 數(shù)據(jù)采集的并行性──由于對電磁波的采集是連續(xù)的，故必須保證在查閱數(shù)據(jù)、通信或鍵盤操
作期間，儀器仍能連續(xù)采集數(shù)據(jù)。
11. 整機低功耗設(shè)計──為便于借助后備電源或不間斷電源實現(xiàn)不間斷監(jiān)測，儀器必須設(shè)計成低功
耗工作方式，因此整個儀器元器件均由CMOS或HCMOS低功耗集成電路構(gòu)成，顯示部件采用LCD液晶屏，
整機功耗小于3W。
12. 能適應電壓變動──能適應電網(wǎng)電壓的大范圍變動，采用紋波少的穩(wěn)壓電源，能適應電網(wǎng)的大
范圍變動，允許電網(wǎng)波動范圍為180～280V。
13. 儀器放大倍數(shù)調(diào)節(jié)──為了適應不同地區(qū)電磁波信號的強弱情況，儀器具有用戶調(diào)節(jié)放大倍數(shù)
的功能。放大倍數(shù)是數(shù)字化的，有9檔。用戶可以根據(jù)各地情況，通過儀器面板上的按鈕，自行設(shè)定探
頭輸入的放大倍數(shù)。從而使多臺儀器的記錄結(jié)果有一個量化的比較。
14. 連接計算機──為了使用計算機對電磁波儀器記錄的數(shù)據(jù)進行進一步的保存和分析，能通過儀
器的通訊口與計算機串行口進行近距離數(shù)據(jù)通信，計算機可實時接收儀器儲存的數(shù)據(jù)，與計算機實現(xiàn)
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，應用計算機軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理。同時，還可以實現(xiàn)電磁波數(shù)據(jù)或波形的實時顯示和
儲存。
15. 儀器聯(lián)網(wǎng)──為了實現(xiàn)無人值守，以及快速獲得儀器記錄的數(shù)據(jù)，各臺儀器應能與監(jiān)測中心聯(lián)
網(wǎng)，通過電話線路或移動通訊線路，技術(shù)人員就可以在監(jiān)測中心自動接收各個儀器的數(shù)據(jù)。儀器能自動
完成摘機、數(shù)據(jù)傳輸和掛機等功能。如果選擇GPRS通訊方式，則可以自動獲取一個IP地址，此時儀器可
以實時的往監(jiān)控中心的固定IP發(fā)送電磁波數(shù)據(jù)，實現(xiàn)真正的IP到點。儀器也具備以太網(wǎng)的擴展接口
（選件），可以輕松的與其他設(shè)備組成局域網(wǎng)。
16. 電磁波信號接收顯示──當接收到各幅度值電磁波信號時，在儀器LCD面板上會顯示兩個探頭
四個幅度下的交變次數(shù)。從而知道當前電磁波信號的接收情況和大小強弱情況。
17. 儀器的可靠性、穩(wěn)定性──由于選用了工業(yè)級的電子元件、SMD的焊接工藝、元件的合理排放、
科學的布線，儀器抗干擾能力強，溫度系數(shù)高，能在惡劣的環(huán)境下可靠運行。
18. 顯示與查閱數(shù)據(jù)──為使用戶能直接獲得存放在儀器內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)，用戶通過鍵盤可方便地顯示、
查閱和抄錄數(shù)據(jù)。
19. 提供方便靈活的操作方式──為適應不同的監(jiān)測環(huán)境，儀器面板上有6個按鍵的鍵盤。用戶通
過鍵盤，以人機交互方式查閱抄錄數(shù)據(jù)，修改日期時間值，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。
20. 儀器具有美觀大方的外殼──儀器外殼為純鋁合金19英寸標準機柜機箱，密封，防潮，防塵，結(jié)
實牢固。128X64的點陣液晶屏顯示，輕巧耐用的薄膜按鈕。儀器背板上有電源接口、電源開關(guān)、兩路探
頭接口，兩路RS232標準串行口。
21. 儀器內(nèi)單片微機程序的編制──記錄儀器的控制程序由主程序、數(shù)據(jù)采集程序、存貯程序、定
時中斷服務程序、鍵盤中斷服務程序、顯示中斷服務程序、通訊中斷服務程序等組成，自動完成數(shù)據(jù)采
集、數(shù)據(jù)存貯及數(shù)據(jù)顯示。還可通過鍵盤完成時間參數(shù)的設(shè)置、放大倍數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)的抄錄，操作十分
方便、靈活。
計算機配套處理軟件的編制──能在計算機上對電磁波數(shù)據(jù)進行處理。用戶可通過友好的人機界面，能
實現(xiàn)接收儀器的電磁波數(shù)據(jù)、顯示查閱數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的圖形顯示、圖形打印、
日報表輸出、月報表輸出、聯(lián)網(wǎng)自動通訊等功能。
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