無線“土地電”設計研究

蔣敏

摘要：文章對無線“土地電”設計進行研究，利用仿生學原理將土地電、大氣電、電子指南針、4G-GSM開關、高低頻率無線發射、接收、WiFi開關有機結合起來。理論上采用了麥克斯韋方程中電磁感應方法結合各種軟件，如小波變換、Matlab仿真組態軟件等制作簡易儀器設備。經過多年的測試，設備以每分鐘多次開通（5s以上）檢測城市周邊電磁場異常，并將異常情況轉換為數字信號3 km 315 MHz發射器、WiFi開關器遠程報警，利用4G通信網絡遠程告知控制主機。安放一套就能了解整座城市范圍電磁場異常。麥克斯韋方程組是設備的理論依據。實踐檢驗表明，該方法不但可以用于地震預報，還可以綜合確定震中位置所在。在地震前幾天遠程發現電磁場異常并及時知道該地震即將發生，并可以確定震中位置。

關鍵詞：地震預報；無線發射模塊；超外差接收模塊；電磁蜘蛛網：土地電

1 無線“土地電”原理

我們設計的無線“土地電”每點安放于地下1-3 m，一般兩點相距（30-300 m）甚至更遠，每個相距的鉛塊，分別使用無線發射裝置將兩端分別連接到電流表（毫安表）或電壓表（毫伏表），自動記錄觀察指針變化的變化，可以對大地天然電磁場直接觀察。我們用到的方法簡單地說是遠程接收電磁場，將接收端檢測到異常信號由數字0，l路輸出啟動GSM開關、WiFi開關。裝置實用新型使用方便，成本低，用途廣，而WiFi遠程開關的半徑可達幾百公里，適合在辦公室及寢室樓層內部使用。在半徑分別是（幾十米、幾百米、幾千米和幾十千米多組）距離，通常選擇樹干“土地電”或普通金屬塊“土地電”，安放多級無線遙控發射器，其組合WiFi接收機電路包括在整個寧波大市范圍內電磁感應電磁異常范圍蛛網輕微變化的主要原理，預警裝置利用電磁蜘蛛網通常是在微電備用設備，發送和接收各種頻段的電磁場每小時接收遙控信號或未關閉信號自動遠程報警、多個網絡連接的群體一旦電磁檢測，通常利用組態軟件，可以進行遠程檢測實時顯示。通過專門的小波變換軟件進行分析判斷，可以準確地確定地震的震中位置。這種方法能用來確定電磁異常的范圍，確定地震的類型、震中位置。自制的設備成本低，可靠性高，可用于檢測實時電磁場的變化[1]。世界上有4G網絡地區都可使用此設備，在正常電磁時遙控報警電路不啟動WiFi開關，當異常電磁產生時就遠程自動報警，報警自鎖后設備中自動定時裝置能釋放遙控器恢復原狀。GSM開關或WiFi開關內部電源在一次充電后可連續報警200次以上，非常節省電源，方便操作。平時電磁蜘蛛網中地電檢測每分鐘開通掃描多次，每次接通Ss以上檢測電場和磁場異常。假如對多個電磁蜘蛛網組連接成群，結合GPRS遠程監控設備或WiFi開關，可以方便地用軟件確定地震震中位置，進行地震三要素準確的分析[2]。

2無線“土地電”設備

無線“土地電”記錄及簡單電路設備如圖l所示，地電流和地磁場有著非常密切的聯系。

我們這里設計的記錄時間一般為每15 min開通LED-次，發現電流小于15 uA就啟動3 km 315 MHz發射器向WiFi主機告警一次，遠程記錄設備自動記錄備案，可以對一個地區的千萬點數據進行分析，整套裝置配合三維電子指南針制作成本很低，運行可靠。在幾年測試中取得很滿意的效果，有效防止了雷電等對設備的損壞。

3 配套檢測磁場設備

通常地震前家用電器等會出現異常。與簡單“土地電”同時放置電子設備有單天線電路（用來給設備提供能量，見圖2）和電子指南針（進行磁場檢測，見圖3）。

4 簡單無線“土地電”主電路

這里用到無線“土地電”記錄及簡單電路設備在電磁蜘蛛網是很重要的測量電場異常環節，結合3D電子指南針做成三維立體檢測方法測定地震三要素，比采用點測試、線測試檢測更先進。特別是將遠程接收到的各路信號使用小波變換和Matlab仿真進行分析用到了多路信號的數理統計綜合分析技術。假如要方便分析出震中的位置，就必須知道多組遠程WiFi記錄數據，并安放多個電磁蜘蛛網。電磁蜘蛛網簡單控制主電路原理如圖4所示，主要用來檢測電場和磁場分布，初步實驗己達到基本設計要求。發現電磁異常后就遠程報警。一旦發現電磁異常后啟動利用專門定時器每小時啟動設備多次，等待遠程控制信號。有效地保障了網絡的穩定性和可靠性。布放在地震多發地區的無線傳輸模塊通常由相距幾十米、幾百米、幾千米和幾十千米多組，主機上使用相應的WiFi開關與超外差接收裝置接收信號，無線“土地電”與3D電子指南針分別安放多組，用來知道地球電磁場異常?；贕PRS網絡、WiFi技術的遠程監控，一般在大地震前幾天就能測量到局部電磁場變化并預警，還可以分析地震震中位置所在。此設備非常節能，設計的控制中就盡量選擇無源（從天線上獲?。┗虻湍芎碾娐?，二節5#電池可以使用半年，唯一缺陷是每半年要更換一次電池。

5結語

本文提出了如何研究設計無線“土地電”，自動記錄測試數據，普通采用地電結合城市自來水或煤氣管道做零線的設備設計方案，以電磁預警方式在大地震前幾天進行地震預報，相信可以在一定范圍內很好地保護人們生命及財產安全。

參考文獻：

[1ljIANG M.Multi point timing control circuit[Jl.Electric World. 1992 （ 4） ： 42.

[2ljIANG M.Sound and light indicator of electronic compass[Jl.Electric World. 1996 （ 2） ： 33