方便實用的共享型地震計

寧波職業技術學院 蔣 敏

1.引言

布放一個直徑為3000米電磁蜘蛛網就可以在一個居民小區或者農村一個村莊共享地震前地磁異常信號，一般震中處存在強大的地震波電磁場、地震地磁霧會影響接收的接受端信號，甚至強大的地震波電磁場會淹沒各種電臺發出的無線電波，利用電磁蜘蛛網制作的地震計其原理就是與地震前收音機異常一樣可以方便地在接收端檢測異常信號。自制共享型地震計其輸出方式與與常用氣壓計、溫度計相類似。圖1是共享型地震計方框原理圖，以下介紹實用的共享地震計設計方法：

圖1 共享型地震計方框原理圖

2.發射電路

本模塊采用6~8路315MHz晶體振蕩器（或聲表面諧振器）以及大功率射頻電路制成。屬于ASK調制發射。發送模塊主要由HS1527無線發碼芯片、晶體振蕩器（或聲表面諧振器）、指示燈及濾波電路等組成，發送模塊以前作為遠距離（3000米）遙控器來操作，電路圖如圖2所示。改變（頻率調制）模塊電阻，就可以得到不同的發射頻率，當按下不同的按鍵K時，發碼芯片就會通過天線發出不同的編碼，編碼經過天線發送到接收模塊由接收模塊將編碼交由控制模塊解析處理，發送模塊供電電壓9V，由電池供電。模塊采用ASK方式調制，可以降低待機功耗，在信號沒有發射的很長一段時間內發射電流降為零，圖2是發送模塊電路一般形式。

圖2 發送模塊電路一般形式

3.接收電路

利用超再生接收模塊，其接收模塊的工作電壓為5伏，靜態電流4毫安，它為超再生接收電路，接收靈敏度為-105dbm，接收天線最好為25～30厘米的導線，最好能豎立起來。接收模塊本身不帶解碼集成電路，因此接收電路僅是一種組件，只有應用在具體電路中進行二次開發才能發揮應有的作用，這種設計有很多優點，它可以和各種解碼電路或者單片機配合，設計電路靈活方便超再生接收模塊采用LC振蕩電路，內含放大整形，輸出的數據信號為TTL電平，可直接至解碼器，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。

4.制作定時器方法

利掛鐘表機芯指針上放置釹鐵硼（Nd-Fe-B）強力磁鐵，驅動干簧管工作或用電子秒表制做定時器電路如圖3所示。就能每小時接通2~3秒，非常節約能量，一般一節9V電池可以正常使用一年時間。電子秒表整點報設置：在時間顯示下按住左鍵，出現鬧鈴時間，看顯示上面有無橫線，有則整點報開啟。關閉整點則在按住左鍵后按一下中間那個鍵，開啟則再按一下中間那個鍵。

圖3 定時器電路之一

圖4 三菱PLC或者自制CF2n-20MT接線圖

5.輸出指示器

利用STC11F56XE單片機自己制做PLC，采用GX Developer開發環境可以直接梯形圖寫單片機，省略了編寫程序的麻煩。三菱PLC或者自制CF2n-20MT接線圖如圖4所示。最新布局放置選用了（ARM內核）2N-20MT PLC性能更加穩定，搭載最先進的內核，無論是抗干擾，運算，通訊速度等各方面都優于同類產品。

這里采用的就是一塊輸入輸出加了隔離保護的單片機系統，配合“梯形圖寫單片機”編程器使用。使用者就不必自己搭單片機系統了，把用“梯形圖寫單片機”編程器寫好PLC程序的單片機，按正確的方向裝上，接通電源，它就是一個功能很強大（12入8出）的仿三菱的FX2n PLC，通過輕輕松松DIY。支持完善的輸入、輸出及電源保護電路，即使處于非常惡劣的電磁環境中，也能夠穩定工作。如果需要修改程序，把單片機取下來，重新插入“梯形圖寫單片機”編程器中，寫入修改后的PLC程序即可。

6.結合地磁偏移共同參與檢測

實際布局電磁蜘蛛網時配合使用了低功耗長時效大地磁場偏移檢測器，在軟件設計中也有報警部份與磁場異常程序，讀者詳細可以參閱2012年第8期電子世界。

7.小結

方便實用的共享型地震計可以在布放一個電磁蜘蛛網由多用戶接收使用。每路接收器通過網線連接到屋內指示器，就能分別在中央接收端上分別收到信號，利用便宜的鐘表機芯定時器或秒表定時器，就能每小時接通一路發射3秒ASK信號，在終端分別掃描接收各路，屋內連線可以選普通網絡雙絞網絡線直接由接收模塊以LED方式指示或由單片機及其軟件判斷大地電磁場異常與報警。專門用來地震前監視空間電場變化，這是一種很實用的地震短臨預報方法。這里試制的共享型地震計是經過多年努力的成果，主要面向居民小區或者農村一個村莊使用，指示方法就好比溫度計指示溫度，氣壓計指示大氣壓力一樣直觀。此裝置可以在震前幾小時到幾天的時間內感知電磁場變化。當今世界地震頻繁，強震對人員傷亡和破壞力都很大。如能及時知道地震將要發生，則可以避免許多可怕的事情。在空曠地上放置6~8個ASK（幅度調制）無線發射模塊（1000米~3000米），就可以在方圓約3~30平方公里范圍內感應到大地電磁場變化，發射電路每小時接通一路發射3秒ASK信號，在終端分別掃描接收各路，選擇點動的工作方式，屋內連線可以選普通網絡雙絞網絡線，直接由接收模塊和PLC電路方式指示單片機軟件轉梯形圖的方法判斷大地電磁場異常與報警。可專門用來地震前監視空間電場變化，這是對地震短臨預報方法的一種嘗試。發射電路中電池一般可使用一年以上，特別適合在廣大農村地區面放與使用。

[1]李四光.地震地[M].科學出版社，1973.

[2]蔣敏.聲光指示電子指南針[J].電世界，1996.

[3]蔣敏.利用空間電場和大地磁場變化設計的地震臨震預報器[J].科技與企業，2012.

[4]蔣敏.低功耗長時效大地磁場偏移檢測器（地震臨震預報器）[J].電子世界，2012，8.

[5]蔣敏.利用無線電發射、接收電路制成的地震前電場異常預報器[J].電子世界，2013，3（46-46）.

[6]蔣敏.如何編織能預測地震的電磁蜘蛛網[J].電子世界2013，5.

[7]蔣敏.電磁蜘蛛網制作的地震計[J].電子世界，2013，7.