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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品，是一個集單片微型計算機接口技術、測量技術、
通信技術于一體的裝置，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。具體的儀器技術特點、研究內容和實現(xiàn)的技術途徑
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)、設置
參數(shù)、設置時間以及數(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)設定菜
單進行手工設置，使多臺儀器的記錄結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，設計成一個拐點頻率靈活設定的高**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)設定菜單進行手工設置，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，自行設定探
頭輸入的放大倍數(shù)。從而使多臺儀器的記錄結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
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、兩路探
頭接口，兩路RS232標準串行口。
21. 儀器內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)的設置、放大倍數(shù)設定和數(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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