[發明專利]無纜存儲式地震儀低功耗電源管理系統及管理方法

有效

• 申請號: 201410778327.1
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104391321A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 林君;石照民;許琳琳;趙玉江;張曉普
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20;G01R31/40;H04L29/06;H04W84/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

1.一種無纜存儲式地震儀低功耗電源管理系統，包括由北斗上位機(4)、手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)通過GSM基站或北斗衛星與地面無線連接的無纜存儲式地震儀采集站(1-1)、采集站(1-2)、采集站(1-3)……采集站(1-n)組成，其特征在于，無纜存儲式地震儀采集站(1)內設有的低功耗電源管理模塊，是由電源(5)經開關電路(7)分別連接北斗模塊(10)、主控單元(12)、GPRS模塊(9)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)，電源(5)經電壓轉換電路(6)與單片機(8)連接，單片機(8)經模擬開關(11)分別連接GPRS模塊(9)和主控單元(12)，單片機(8)經模擬開關(11)分別連接北斗模塊(10)和主控單元(12)，主控單元(12)分別連接采集單元(13)和GPS定位單元(14)，單片機(8)控制開關電路(7)構成。

2.一種無纜存儲式地震儀低功耗電源的管理方法，根據野外工作環境的不同，無纜存儲式地震儀工作環境分為城市及郊區和偏遠山區或荒原地區，其特征在于：

城市及郊區無纜存儲式地震儀低功耗電源管理方法，包括以下步驟：

A.首先布設無纜地震儀采集站，接好檢波器后開機，經自檢后地震儀進入采集狀態，此時通過手持終端(2)或GPRS網絡服務器3對地震儀采集站工作狀態進行監控；

B.無纜地震儀處于正常工作狀態，為降低無纜地震儀采集站功耗，用戶通過手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)發送關機指令(1)控制北斗模塊(10)關機，GPRS模塊(9)接收到手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)指令后，將該指令以串口通信的方式發送給主控單元(12)和MSP430單片機(8)，MSP430單片機(8)識別關機指令(1)后控制開關電路(7)切斷北斗模塊(10)供電，電源(5)為GPRS模塊(9)、采集站主控單元(12)、采集單元(13)以及GPS定位單元(14)供電，且單刀雙擲模擬開關(11)接到主控單元(12)一側，保證GPRS模塊(9)與采集站主控單元(12)正常串口通信；

C.不需要進行數據采集時，為降低無纜地震儀采集站功耗，通過手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)發送關機指令2、3、4，以與步驟B同樣的方式分別對采集站的主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)斷電操作，電源(5)無法為主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)供電，主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)均處于關機狀態；用戶還能發送關機指令0，直接控制除MSP430單片機(8)和GPRS模塊(9)以外的北斗模塊(10)、采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)關機；

D.同時MSP430單片機(8)控制單刀雙擲模擬開關(11)接到MSP430單片機(8)一側，保證GPRS模塊(9)與MSP430單片機(8)正常串口通信，此時只有GPRS模塊(9)和MSP430單片機(8)處于待機狀態，北斗模塊(10)、采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)均處于關機狀態，降低了地震儀采集站功耗；

E.實現無纜地震儀采集站低功耗模式后，MSP430單片機(8)控制GPRS模塊(9)發送反饋信息到手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)，用戶通過得到的反饋結果獲得各采集站是否處于低功耗模式下；

F.無纜地震儀采集站需重新啟動采集數據時，通過手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)發送開機指令0控制采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)開機，GPRS模塊(9)接收到手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)指令后，將該指令以串口通信的方式發送給MSP430單片機(8)，MSP430單片機(8)識別開機指令后控制開關電路(7)接通，此時電源(5)重新為主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)供電，主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)重新啟動；用戶還能分別發送開機指令1、2、3、4控制北斗模塊(10)、主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)分別啟動；

G.同時MSP430單片機(8)控制單刀雙擲模擬開關(11)接到主控單元(12)一側，保證GPRS模塊(9)與采集站主控單元(12)正常串口通信，此時整個地震儀采集站處于正常工作狀態；

H.地震儀采集站的主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)重啟完成后，MSP430單片機(8)控制GPRS模塊(9)發送反饋信息到手持終端(2)或GPRS網絡服務器(3)，用戶通過得到的反饋結果獲得各采集站是否處于正常工作狀態。

偏遠山區或荒原地區無纜存儲式地震儀低功耗電源管理方法，包括以下步驟：

a.首先布設無纜地震儀采集站，接好檢波器后開機。經過自檢過程后地震儀進入采集狀態正常工作，通過北斗上位機(4)對地震儀采集站工作狀態進行監控；

b.無纜地震儀處于正常工作狀態，為降低地震儀采集站功耗，用戶通過北斗上位機(4)發送關機指令1控制GPRS模塊(9)關機，北斗模塊(10)接收到北斗上位機(4)指令后，將北斗上位機(4)指令以串口通信的方式發送給主控單元(12)和MSP430單片機(8)，MSP430單片機(8)識別關機指令1后控制開關電路(7)切斷GPRS模塊(9)供電，此時電源(5)為北斗模塊(10)、采集站主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)正常供電，單刀雙擲模擬開關(11)接到主控單元(12)一側，保證北斗模塊(10)與采集站主控單元(12)正常串口通信；

c.不需要數據采集時，為降低無纜地震儀采集站功耗，通過北斗上位機(4)發送關機指令2、3、4，以與步驟B同樣的方式分別對采集站主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)進行斷電，電源(5)無法為主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)供電，主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)均處于關機狀態；用戶也能發送關機指令0直接控制除MSP430單片機(8)和北斗模塊(10)外的GPRS模塊(9)、采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)關機；

d.同時MSP430單片機(8)控制單刀雙擲模擬開關(11)接到MSP430單片機(8)一側，保證北斗模塊(10)與MSP430單片機(8)正常串口通信，此時只有北斗模塊(10)和MSP430單片機(8)處于待機狀態，采集單元(13)、GPS定位單元(14)、主控單元(12)和GPRS模塊(9)均處于關機狀態，降低了地震儀采集站功耗；

e.實現采集站低功耗模式后，MSP430單片機(8)控制北斗模塊(10)發送反饋信息到北斗上位機(4)，用戶通過得到的反饋結果獲得各采集站是否處于低功耗模式下；

f.無纜地震儀采集站需重新啟動采集數據時，通過北斗上位機(4)發送開機指令0控制采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)開機，北斗模塊(10)接收到北斗上位機(4)指令后，將北斗上位機(4)指令以串口通信的方式發送給MSP430單片機(8)，MSP430單片機(8)識別開機指令后控制開關電路(7)接通，電源(5)重新為GPRS模塊(9)、主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)正常供電，GPRS模塊(9)、主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)重新啟動；用戶也可分別發送關機指令1、2、3、4控制GPRS模塊(9)、主控單元(12)、采集單元(13)和GPS定位單元(14)分別啟動；

g.同時MSP430單片機(8)控制單刀雙擲模擬開關(11)接到主控單元(12)一側，保證北斗模塊(10)與采集站主控單元(12)正常串口通信，此時地震儀采集站處于正常工作狀態；

h.地震儀采集站采集單元(13)、GPS定位單元(14)和主控單元(12)重啟完成后，MSP430單片機(8)控制北斗模塊(10)發送反饋信息到北斗上位機(4)，用戶可通過得到的反饋結果獲得各采集站的狀態，是否處于正常工作狀態。