基于感震器技术的地震灾情信息系统设计

雷海涛

（咸阳职业技术学院 陕西 咸阳　712000）

基于感震器技术的地震灾情信息系统设计

雷海涛

（咸阳职业技术学院 陕西 咸阳712000）

地震灾害常常困扰我国经济发展和人民财产安全，必须对地震发生进行深入的了解，分析其发生规模、分布空间以及次生灾害的影响等情况，制定有效的救援策略，最大限度的减少地震灾害。除此之外，国家还应该积极研发地震预测技术，从而对地震信息实施分析，并构建灾情支持系统。文中研究的就是一种基于感震器技术的地震灾情信息系统，此系统利用各种先进的科技技术成果，比如计算机数据采集、GPS定位系统、视频采集、无线网络等技术，实现采集系统在待机模式与工作模式两种不同状态下的运行，进行灾情数据实时报告，很好的满足了地震灾情信息的获取，同时降低系统功耗，提高信息获取的准确性。

感震器技术；地震灾情；信息系统；设计

地震是一种比较严重的自然灾害，能够给人们带来较大的经济损害和人员伤亡，震后次生灾害对人们的影响也比较大，必须对地震进行应急救援［1-2］。在地震救援的过程中有很多重要的信息需要进行科学的管理，比如余震信息分析，抗震救灾信息以及人员伤亡信息等，将这些信息进行总结与分析，能够有效减轻次生灾害的影响，而且有利于救援策略的制定［3-4］。在信息技术的发展下，利用感震器技术进行地震灾情信息系统设计，能为灾情信息采集提供系统性建设需求，提高灾情信息处理效率和准确性。

1　系统概述

感震器型地震灾情信息系统的设计一般由数据采集模块、视频采集模块、GPS模块、嵌入式计算机等模块组成，基于感震器技术的地震灾情信息系统结构图如图1所示。在系统的各个组间中嵌入式计算机采用的是一种低功耗形式的集成化计算机，它的主要作用是为系统提供核心管理，调节各个功能模块，实现其灾情信息采集、处理和上传等功能。智能电源模块的主要功能是为系统提高电力能源，促进灾情范围内电力资源的可持续发展，保障系统稳定、持续运行［6-7］。

GPS模块主要是利用定位系统获取地震灾区相关位置和监控信息位置，同时又能够为整个系统提供提供大致位置和时间坐标；数据采集模块的主要功能是以单片机为核心，通过火灾、有毒气体等多种灾情传感器采集地震数据；视频采集的是对四地震灾害区进行全天候视频监控，由USB和红外视频摄像机组成；无线网络模主要是通过Wifi和3G的冗余配置实现应急通信网络的接入［7-8］。

图1　地震灾情信息系统结构流程图

2　系统硬件结构分析

2.1嵌入式计算机

本系统的嵌入式计算机组间采用的是研华公司生产的PCM-9357型嵌入式计算机，在整个系统中计算机是其核心组间，控制着整个系统的运行核心，在系统中具有这举足轻重的作用［9-10］。此模块的主要功能：低能耗、高性能，所以比较适合应用于地震现场的应急需求，嵌入式计算机的主要配置信息如下：

1）硬盘：16G，固态电子型号

2）功耗：LX800 500MHz CPU ADM低功耗

3）内存：256MDDR

4）显卡：24位TFT LCD双显卡

5）网络：选用以太网，4串行COM接口。

2.2数据采集和数据链接设计

数据采集模块包含：地震烈度、有毒气体以及火灾传感器等部分，其中地震烈度传感器的主要作用是利用加速度测量和计算地震烈度值［11］地震次生灾害传感器主要由火灾传感器和有毒气体传感器组成，主要应用于判断地震现场是否有气体泄漏和火灾事件发生；数据采集模块的传感器均可以根据实际需求进行选择和配置，以便提高系统灵活性。实施数据库联机资源有限，在使用数据库时，必须在需要时才打开链接，一旦用完，尽早关闭链接，以释放资源，这种设计模式能够有效提高系统的可操作性和灵活性。比如3）在所需开启数据库链接的地方，应用SqlConnection对象的State属性判断数据库的链接状态，部分代码如下：

2.3GPS传感器

GPS传感器的主要作用是采集地震灾情空间分布信息，该模块主要利用GPS定位系统获取地震灾区地理位置和时间标准等，而且系统能够利用GPS中的其他功能实现时间信息和地理位置的数据采集相关信息，并获取相应的地震烈度信息，以便为工作人员提供一个完整的地震灾情系统信息，为地震灾害情况提供更加全面、准确的信息［13-14］。

2.4视频采集模块

这个模块主要利用视频功能实现地震现场真实情况的了解，从监控的视频中能够看到地震发生后当地公路、房屋等建设物损坏情况，通过这些视屏图像信息确定地震次生灾害，以便为地震灾害的应急救援提供准确的信息。这个模块主要由USB图像采集卡、红外一体化摄像机两部分构成；其中摄像机中有感光元件，这个器件能够为摄像机提供照明功能，使摄像机能够满足地震现场黑夜、白天的采集需求；系统中还有一个USB图像采集卡，它的主要作用是将摄像机输出的模拟信号转换程可以能够分析、计算的数字信号，以便计算机执行各种命令，提高系统效率。

2.5智能电源模块

地震发生后现场可能会出现电力破坏，这样不但不能为人们日常所需提供电能，同时也不能为采集系统提供支持工作的电源。而智能电源装置能够为系统提供充足的电力能源；智能电源主要由单片机、太阳能供电系统、串行接口以及电源控制电路等组成［15］。

2.6文件预览设计

在“数据信息查询”模块中，需要对所查询的数据进行预览，以便能够判断是否需要下载该类信息，节约用户时间，这些操作在后台执行，部分代码如下：

3　软件设计

3.1采集系统分析

以上我们对地震塞海信息系统的硬件模块进行了深入的分析，另外还需要对系统软件模块进行分析，以便使硬件和软件共同协作，完成整个系统的工作。如图2是系统硬件、软件相互配合工作流程图。采集系统一般处于待机状态，当震感器检测到地震信号时发生中断，智能电源模块为整个系统提供稳定、充足的电源，保证系统工作的顺利进行。操作系统实施后将控制权转交采集系统的总体测控程序，而后向数据采集模块、视频采集模块以及GPS模块发送各种命令，同时将采集的数据储存、处理、计算，最后将数据显示在显示屏上，实现灾情数据的实时上传，上传任务结束后关闭计算机，系统返回到待机状态。

图2　采集系统软硬件工作流程图

3.2总体测控程序分析

为了使系统收集的灾情数据能够快速、实时的上传和显示，提高系统响应速度，一般应用多线程并行方式实施总体测控程序的工作。进而在智能电源的作用下实施信息获取，根据信息判断地震发生情况，并读取各个模块线程，实现位置信息和授时信息的读取，并将采集到的信息进行本地存储，最后通过无线网络系统将信息进行上传，完成所有线程任务。

4　结束语

地震应急系统的构建能够有效减少地震次生灾害，挽救受灾害的群众。我们本次研究的一种基于感震器技术的地震灾情信息系统的设计利用无线网络系统、GPS等获取地震灾害信息，降低系统功效的同时，提高信息获取的准确度和效率，是目前地震灾情信息处理最佳选择。

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［3］刘鹏斌，刘守义，禄乐滨.基于DLL的地震台数据转化软件的设计与实现［J］.现代电子技术，2006（19）:157-158，161.

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［7］李胤.汶川地震灾区无人机影像应急处理及灾害信息提取技术研究［D］.成都：成都理工大学，2012.

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［13］程金山.基于多Agent铁路防灾减灾分布式微机监测系统的研究［D］.兰州：兰州交通大学，2014.

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［15］张蒙，马涛，朱雪娇，等.黄野螟幼虫头部化学感器电镜扫描观察［J］.中国森林病虫，2014，33（3）:1-4.

Design of earthquake disaster information system based on the technology of shock absorber

LEI Hai-tao
（Xianyang Vocational and Technical College，Xianyang 712000，China）

Seismic Disasters often plague development of China’s economy and people’s property，it must earthquake-depth understanding and analysis of the size of its occurrence，distribution space，and the secondary effects of disasters，etc.，the development of effective rescue strategies，to minimize earthquake disaster.In addition，the state should also actively developing earthquake prediction techniques to analyze the implementation of the seismic information，and build disaster support system.This paper is based on a sense of shock earthquake information system technology，and this system uses a variety of advanced technology and technological achievements，such as a computer data acquisition，GPS systems，video capture，wireless networking and other technology to achieve collection system in standby operation mode and operating mode in two different states，conduct real-time reporting of data disaster，good to meet the acquiring seismic disaster information，as well as the death of the system power consumption，improve the accuracy of the information obtained.

a sense of shock technology；earthquake；information systems；design

TP99

A

1674-6236（2016）14-0104-03

2015-12-31稿件编号：201512320

雷海涛（1980—），男，陕西西安人，硕士，讲师。研究方向：结构工程教学与研究。