[发明专利]一种次声监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种次声监测系统，以实现对自然或人工灾害产生的次声传播监测和次声源定位的目的。

背景技术

长时间观测以及国内外研究表明，自然灾害事件和人工灾害事件发生过程中都会产生次声波，不同类型的灾害事件可以产生不同频段的次声波。通过在大范围区域内布置次声传感器，组成网络监测系统，实现对次声波信息的实时监测，挖掘次声波信息，可以实现对灾害事件监控的目的。

目前，国外的CTBTO组织使用传感器网络监测次声，但是由于其采用的传感器频带以及空间位置的限制，其监测范围主要是1Hz到20Hz的次声源，其次，其次声传感器等设备装置体积过大，需要占用大量空间，同时有电力设备供应功耗很大，而且必须有人员值守。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的上述不足，从而提供一种体积小、功耗低、高度集成的次声监测系统，适用于对自然或人工灾害产生的次声传播进行监测和对次声源进行定位。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种次声网络监测系统，包括：次声传感器、温湿度传感器、风速计、GPS模块和数据处理模块，其特征在于：该次声网络监测系统包括若干个数据采集子系统1和一服务器2组成，所述的数据采集子系统1包括敏感子系统11和信号采集及预处理子系统12；

所述的敏感子系统11包括：次声传感器111、温湿度传感器112、风速计113和GPS模块114，用于采集次声、温度、湿度、风速、空间和时间信息，并将其转换为电信号后送入信号采集及预处理子系统12；

所述的信号采集及预处理子系统12，用于对次声、温度、湿度和风速这四种物理信息进行平滑和预处理，完成信号去噪和畸变校正，并将得到的具有空间信息和时间信息的有效次声信号送入服务器2；

所述的服务器2，用于通过克里金插值的方法处理接收到的有效次声信号生成次声图像，并利用时间反转技术完成对次声源的确定。

作为上述技术方案的一种改进，所述的次声传感器111，用于实现对次声信息的敏感，将其转换成相应的电信号并进行放大的处理。

作为上述技术方案的一种改进，所述的温湿度传感器112，用于实现对温度和湿度信息的敏感，并将其转换成相应的电信号。

作为上述技术方案的一种改进，所述的风速计113，用于实现对风速信息的敏感，并将其转换成相应的电信号。

作为上述技术方案的一种改进，所述的GPS模块114，用于接收GPS信息并解算出时间信息和空间信息。

作为上述技术方案的一种改进，所述的信号采集及预处理子系统12包括：A/D转换模块121、串口模块122、数据处理模块123、存储器124、时钟电路125和电源模块126，其中，所述的A/D转换模块121，用于将从敏感子系统11输出的次声、温度湿度物理信息转换成数字信号；所述的串口模块122，用于将从敏感子系统11输出的风速物理信息和时间空间信息传递给数据处理模块123；所述的时钟电路125，用于为数据处理模块123提供时钟信号，所述的存储器124，用于为数据处理模块123提供数据存储空间；所述的电源模块126，用于为信号采集及预处理子系统12提供电源。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的信号采集及预处理子系统12还包括FLASH存储模块127，用于数据备份。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的信号采集及预处理子系统12还包括SD卡存储器128，用于和存储器124一起为数据处理模块123提供数据存储空间。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的存储器124采用SDRAM存储器。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的数据处理模块123采用ARM芯片。

本发明是利用次声传感器和温度传感器、风速计、GPS敏感物理信息与时间空间信息，经过A/D变换成数字信号，完成信号去噪、畸变校正的功能，将所得的具有空间和时间信息的有效次声信号送入服务器中，时钟电路为ARM芯片提供时钟信号，SDRAM芯片为ARM芯片存储软件程序，FLASH芯片和SD卡存储器为ARM芯片提供数据存储空间，电源模块为信号采集及预处理子系统提供电源，最后多个数据采集系统得到的校准后的次声数据送入综合处理子系统并进行声像图的计算，动态显示次声传播规律，利用时间反转技术完成对次声源的确定。