專利名稱：一種嵌入式地震報警模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地震信號的接收，特別涉及地震信號的檢波裝置，尤其是利用半導(dǎo)體加速度傳感器檢測地震信號并報警的模塊。
背景技術(shù)：
地震波在傳輸過程中，縱波的速度為5～6Km/秒，橫波的速度為3～4Km/秒，一般地，縱波先于橫波十幾～幾十秒到達(dá)居住地。
橫波破壞性大，縱波破壞性相對小。
現(xiàn)有技術(shù)中已有許多檢測地震信號并報警的技術(shù)方案申請了專利，但大都是采用有觸點接觸或無觸點磁感應(yīng)開關(guān)作為檢測元件，例如CN97218708號中國實用新型專利，所公開的名為“磁控地震縱波聲光報警器”的技術(shù)方案就是如此，該方案是在一拉簧下掛一磁鐵，磁鐵下方有一磁感應(yīng)開關(guān)，用以檢測地震縱波。
可以看出，該專利的傳感器，雖然可以檢出地震信號，但該方案的傳感器體積較大，不能和電子電路組裝成一體，且該傳感器分辯率不高，大批量生產(chǎn)時，有一定的調(diào)試工作量，該方案實現(xiàn)數(shù)字顯示難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種嵌入式地震報警模塊，本實用新型的報警模塊采用半導(dǎo)體加速度傳感器檢測地震的縱波，用微處理器作智能化控制，數(shù)字顯示震度，并在檢測到一定強(qiáng)度的地震信號之后，發(fā)出強(qiáng)烈的聲光報警，向身居室內(nèi)正在睡眠、娛樂、工作、聚會等無法注意地面振動的人們發(fā)出強(qiáng)報警信號，通知人們利用縱波和橫波之間寶貴的時間差躲避災(zāi)害。本實用新型既可以置入一外殼作為獨立的地震報警器，更適于嵌入諸如家用電器類的電器內(nèi)實時檢測地震信號，而且本實用新型的平時耗電量極小，小于0.1W。
本實用新型通過采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)設(shè)計制造一種嵌入式地震報警模塊，包括微處理器、傳感單元、報警單元，所述微處理器的一組I/O接口連接傳感單元，再一組I/O接口連接報警單元。
所述傳感單元包括傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器的輸出連接放大電路的輸入，放大電路的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出通過I2C總線驅(qū)動器連接微處理器的I/O接口。
所述傳感器是半導(dǎo)體加速度傳感器；還可以選用其他結(jié)構(gòu)的傳感器。
一種實施方法，所述傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路都封裝在一個器件殼體中。
第二種實施方法，所述傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路是各自獨立封裝的器件，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出直接連接微處理器的I/O接口。
第三種實施方法，所述A/D轉(zhuǎn)換電路被封裝在微處理器器件之中，放大電路的輸出連接微處理器的I/O接口。
所述報警單元至少包括警示音響器、警示燈、警示震度數(shù)值顯示器和呼叫開關(guān)中的一種，所述警示音響器、警示燈、警示震度數(shù)值顯示器分別通過各自的驅(qū)動器件或直接與微處理器的I/O接口連接。
所述呼叫開關(guān)與微處理器的I/O接口連接。
所述微處理器、傳感單元、報警單元都與電源電路連接，所述電源電路是穩(wěn)壓電源或電池或可充電的蓄電池。
所述電源電路包括給微處理器和傳感單元供電的第一電源，還包括給報警單元供電的第二電源。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型采用半導(dǎo)體加速度傳感器做檢測元件，靈敏度高，有滿意的計量精度，體積小，不怕運輸顛簸，結(jié)構(gòu)牢固，產(chǎn)品一致性好，重復(fù)性好、調(diào)試十分簡單，平時耗電極省，遇到芮氏4級(預(yù)設(shè)值，可以重設(shè))以上地震時，可以發(fā)出100分貝的報警聲。
由于本實用新型的模塊體積很小，且相容性好，可以很容易地嵌入到家用電器中，如空氣加濕器、制氧機(jī)、臺式電扇和落地電扇、電暖器、臺燈和落地?zé)?、空氣清新機(jī)、空氣凈化器、飲水機(jī)、電子櫥具、電子廚具、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電話機(jī)、電子觀賞裝置、觀賞類藝術(shù)品；還可以嵌入到金融器具中，還可以嵌入到電子醫(yī)療器械中，還可以嵌入到電子儀器中，還可以嵌入到電子鐘表、落地鐘當(dāng)中；還可以嵌入到家具、辦公機(jī)具以及電腦中。
本實用新型還可以制成獨立的地震報警器。


圖1是本實用新型的嵌入式地震報警模塊實施例一的原理框圖；圖2是本實用新型的嵌入式地震報警模塊實施例二的原理框圖；圖3是本實用新型的嵌入式地震報警模塊實施例三的原理框圖；圖4是本實用新型的嵌入式地震報警模塊實施例二的電原理圖；圖5是本實用新型的嵌入式地震報警模塊實施例一的電原理圖；圖6是本實用新型的嵌入式地震報警模塊嵌入到飲水機(jī)的示意圖；圖7是本實用新型的嵌入式地震報警模塊置入外殼中構(gòu)成獨立地震報警器的示意圖；圖8是本實用新型的嵌入式地震報警模塊嵌入到電子時鐘的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示的各實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳盡的描述如圖1所示，設(shè)計制造一種嵌入式地震報警模塊，包括微處理器100、傳感單元20、報警單元30，所述微處理器100的一組I/O接口連接傳感單元20，再一組I/O接口連接報警單元30。
在第一種實施方式中，所述傳感單元20包括傳感器21、放大電路22、A/D轉(zhuǎn)換電路23，所述傳感器21的輸出連接放大電路22的輸入，放大電路22的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路23的輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路23的輸出通過I2C總線驅(qū)動器24連接微處理器100的I/O接口。
在第一種實施方式中，所述傳感器21、放大電路22、A/D轉(zhuǎn)換電路23都封裝在一個器件殼體中。
如圖2所示，在第二種實施方式中，所述傳感器21、放大電路22、A/D轉(zhuǎn)換電路23是各自獨立封裝的器件，A/D轉(zhuǎn)換電路23的輸出直接連接微處理器100的I/O接口。
所述傳感器21是半導(dǎo)體加速度傳感器。
如圖3所示，在第三種實施方式中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路23被封裝在微處理器100器件之中，放大電路22的輸出連接微處理器100的I/O接口。
如圖1～圖3所示，所述報警單元30至少包括警示音響器31、警示燈32、警示震度數(shù)值顯示器33和呼叫開關(guān)34中的一種，也就是說所述報警單元30可以包括警示音響器31、警示燈32、警示震度數(shù)值顯示器33和呼叫開關(guān)34中的一種、兩種、三種或全都包括。
如圖4、圖5所示，所述警示音響器31、警示燈32、警示震度數(shù)值顯示器33分別通過各自的驅(qū)動器件U1、U2或直接與微處理器100的I/O接口連接。
所述呼叫開關(guān)34與微處理器100的I/O接口連接，在第一和第二實施例中，所接的I/O接口是/INT0和T1。當(dāng)然，可以接微處理器100的任意空閑I/O接口。
呼叫開關(guān)34的作用是當(dāng)人們因房屋倒塌被困時，按下呼叫開關(guān)34，本實用新型的警示音響器31就會向救援隊發(fā)出求救信號。
如圖4所示，放大電路22可以接成儀表放大器形式，也可以用高性能的集成電路接成常規(guī)放大器電路。
A/D轉(zhuǎn)換電路23有許多種選擇，圖4中示出一個串行輸出的A/D轉(zhuǎn)換芯片，當(dāng)然不僅僅只限于這種芯片。
如圖1～圖3所示，所述微處理器100、傳感單元20、報警單元30都與電源電路50連接，所述電源電路50是穩(wěn)壓電源或電池或可充電的蓄電池。
如圖4～圖5所示，在第一、二種實施方式中，所述電源電路50包括給微處理器100和傳感單元20供電的電源V1，還包括給報警單元30供電的電源V2。
最佳的實施方式，電源V1在3V～5.5V之間選取，電源V2在9V～18V之間選取。
警示燈32可以由多只高亮度LED構(gòu)成。
微處理器100可以有許多種選擇，如AT89C51系列，AT89C2051系列及其兼容的微處理器。
傳感器21是半導(dǎo)體加速度傳感器，其選擇也十分廣泛，例如北京康泰公司的ULT2006、ULT2015，上海輝格公司的A100T、A61T；等等。
如圖6所示，本實用新型的嵌入式地震報警模塊被設(shè)計進(jìn)飲水機(jī)201，呼叫開關(guān)34、音響器31、警示燈32、警示震度數(shù)值顯示器33設(shè)置在飲水機(jī)201的面板上。本例只是眾多電器嵌入本實用新型地震報警模塊的一個示范，因為本實用新型的模塊體積很小，且所引用的電源在很多電器中都已具有，即便是電壓有所不符，也很容易解決電壓問題。
況且，本實用新型耗電量僅有0.1W，這對于原電器而言無足輕重。
如圖7所示，本實用新型的嵌入式地震報警模塊置入外殼而形成一獨立的地震報警器，警示音響器31、警示燈32、警示震度數(shù)值顯示器33和呼叫開關(guān)34都設(shè)置在面板上，自備一電源為整個設(shè)備供電。
如圖8所示，將警示震度數(shù)值顯示器33同時用來顯示當(dāng)前時間就構(gòu)成電子時鐘和和地震報警器的組合裝置，在平時做鐘表應(yīng)用，一旦有地震發(fā)生，且震度超過預(yù)設(shè)值后就顯示震度，并發(fā)出聲光報警。
由于本實用新型的模塊體積很小，且相容性好，可以很容易地嵌入到家用電器中，如空氣加濕器、制氧機(jī)、臺式電扇和落地電扇、電暖器、臺燈和落地?zé)簟⒖諝馇逍聶C(jī)、空氣凈化器、飲水機(jī)、電子櫥具、電子廚具、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電話機(jī)、電子觀賞裝置、觀賞類藝術(shù)品；還可以嵌入到金融器具中，還可以嵌入到電子醫(yī)療器械中，還可以嵌入到電子儀器中，還可以嵌入到電子鐘表、落地鐘當(dāng)中；還可以嵌入到家具、辦公機(jī)具以及電腦中。
實踐證明，本實用新型采用半導(dǎo)體加速度傳感器做檢測元件，與其他電子器件裝配在一塊電路板上，體積小，結(jié)構(gòu)牢固，不怕運輸顛簸。本實用新型靈敏度高，有滿意的計量精度，且數(shù)字顯示。本實用新型產(chǎn)品一致性和重復(fù)性好，調(diào)試十分簡單，平時耗電極省，遇到芮氏4級(預(yù)設(shè)值，可以重設(shè))以上地震時，可以發(fā)出100分貝的報警聲。
權(quán)利要求1.一種嵌入式地震報警模塊，其特征在于包括微處理器(100)、傳感單元(20)、報警單元(30)，所述微處理器(100)的一組I/O接口連接傳感單元(20)，再一組I/O接口連接報警單元(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述傳感單元(20)包括傳感器(21)、放大電路(22)、A/D轉(zhuǎn)換電路(23)，所述傳感器(21)的輸出連接放大電路(22)的輸入，放大電路(22)的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路(23)的輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路(23)的輸出通過I2C總線驅(qū)動器(24)連接微處理器(100)的I/O接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述傳感器(21)、放大電路(22)、A/D轉(zhuǎn)換電路(23)都封裝在一個器件殼體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述傳感器(21)、放大電路(22)、A/D轉(zhuǎn)換電路(23)是各自獨立封裝的器件，A/D轉(zhuǎn)換電路(23)的輸出直接連接微處理器(100)的I/O接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換電路(23)被封裝在微處理器(100)器件之中，放大電路(22)的輸出連接微處理器(100)的I/O接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述報警單元(30)至少包括警示音響器(31)、警示燈(32)、警示震度數(shù)值顯示器(33)和呼叫開關(guān)(34)中的一種，所述警示音響器(31)、警示燈(32)、警示震度數(shù)值顯示器(33)分別通過各自的驅(qū)動器件或直接與微處理器(100)的I/O接口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述呼叫開關(guān)(34)與微處理器(100)的I/O接口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述傳感器(21)是半導(dǎo)體加速度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述微處理器(100)、傳感單元(20)、報警單元(30)都與電源電路(50)連接，所述電源電路(50)是穩(wěn)壓電源或電池或可充電的蓄電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的嵌入式地震報警模塊，其特征在于所述電源電路(50)包括給微處理器(100)和傳感單元(20)供電的電源V1，還包括給報警單元(30)供電的電源V2。
專利摘要一種嵌入式地震報警模塊，包括微處理器、傳感單元、報警單元；所述微處理器的一組I/0接口連接傳感單元，再一組I/O接口連接報警單元；所述傳感單元包括傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路；所述傳感器是半導(dǎo)體加速度傳感器并與其他電子器件裝配在一塊電路板上，因而本報警模塊體積小，結(jié)構(gòu)牢固，很容易嵌入家用電器或其他電器中，不怕運輸顛簸。本報警模塊靈敏度高，有滿意的計量精度，且數(shù)字顯示，遇到芮氏4級以上地震時，可以發(fā)出100分貝的報警聲；本報警模塊平時耗電極省，小于0.1W，而且在大批量生產(chǎn)時調(diào)試十分簡單，一致性良好。
文檔編號G01V1/18GK2891125SQ200620013859
公開日2007年4月18日 申請日期2006年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者朱娜 申請人:朱娜