地震预警系统分析-环境科学专业论文.docxVIP

- - III - 目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 地震灾难概述 1 1.2 地震预报与地震预警 1 1.3 地震预警的原理、方法及现实意义 2 1.3.1 地震预警的原理 2 1.3.2 地震预警的方法 2 1.3.3 地震预警的现实意义 3 1.4 地震预警系统的国内外研究现状 4 1.4.1 国外研究现状 4 1.4.2 国内研究现状 5 1.5 本论文的研究内容及要解决的问题 6 1.6 本章小结 7 2 地震预警系统整体设计方案 8 2.1 中国境内发生的地震的特点 8 2.1.1 中国地震带分布 8 2.1.2 地震震级和烈度 9 2.1.3 国内地震信息及特点 10 2.2 系统整体示意图及工作原理 11 2.3 地震监测台分布及间距设计 12 2.3.1 可靠的地震监测方案 12 2.3.2 监测台分布及间距设计 14 2.4 地震预警信息传输中的防冲突解决方案 15 2.4.1 授时方案选择 15 2.4.2 基于时间基准台的预警信息传输中时分复用的实现 16 - - PAGE IV - 2.5 工作频段选择 17 2.6 供电方式 18 2.7 本章小结 18 3 地震预警信息准确的接收方案 19 3.1 CRC 循环冗余码校验理论概述 19 3.2 问题的提出及解决 20 3.3 CRC 二次编码及校验技术在地震预警系统中的应用 24 3.4 本章小结 24 4 地震预警测试系统硬件设计 25 4.1 地震监测台监测装置设计 25 4.2 微控制器及中断的选择 28 4.2.1 微控制器的选择 28 4.2.2 外部中断的选择及设计 29 4.3 地震信息存储芯片介绍 29 HYPERLINK \l _TOC_250004 4.3.1 IIC 总线协议介绍 30 HYPERLINK \l _TOC_250003 4.3.2 AT24C02 芯片的写操作方式 31 HYPERLINK \l _TOC_250002 4.3.3 AT24C02 芯片的读操作方式 32 4.4 无线数据收发芯片介绍 33 HYPERLINK \l _TOC_250001 4.4.1 IA4421 芯片的接口电路及初始化设置 33 HYPERLINK \l _TOC_250000 4.4.2 IA4421 芯片的收发过程 35 4.5 报警接收机设计 37 4.5.1 报警方式的选择 37 4.5.2 语音报警方式设计 38 4.5.3 声光报警方式设计 42 4.6 本章小结 43 5 地震预警测试系统软件设计 44 5.1 时间基准台的软件设计 44 5.2 辅助监测台 1 的软件设计 47 5.3 辅助监测台 2 的软件设计 50 5.4 中心监测台的软件设计 52 5.5 报警接收机的软件设计 56 5.6 本章小结 58 6 地震预警系统整体测试 59 6.1 时间基准台测试 59 6.2 辅助监测台 1 测试 60 6.3 辅助监测台 2 测试 61 6.4 中心监测台测试 63 6.5 报警接收机测试 65 6.6 地震预警时间分析 66 6.7 本章小结 68 结 论 69 参 考 文 献 70 附录 A 毕设电路原理图 72 附录 B 毕设电路板 PCB 图 73 作 者 简 历 74 学位论文数据集 76 - - PAGE 10 - 1 绪论 1.1 地震灾难概述 近年来，地震带给人类一次又一次的灾难，夺走了无数人的生命，造成了巨大 的经济财产损失。据国家地震局统计[1]，1966 年至 1996 年期间，全世界地震死亡 人数约 58.9 万人，造成的经济损失约 2243 亿美元，平均每年死亡约 2 万人，经济 损失约 74.8 亿美元；其中，中国死亡约 27.4 万人，造成的经济损失约 68.5 亿美元， 平均每年死亡约 9000 人，经济损失约 2.3 亿美元，中国占全世界死亡人数的 47%， 经济损失占 3.1%。在我国，1976 年[2][3]，发生在河北唐山的 7.8 级大地震，造成至 少 24 万人死亡，16.4 万人受重伤，仅唐山市区终身残废的人就达 1700 人之多，毁 坏公产房屋 1479 万平方米，倒塌民房 530 万间，直接经济损失超过 100 亿元。2008 年[4]，发生在四川汶川的 5.12 大地震，造成的死亡和失踪人数超过 8.7 万人，破坏 范围包括 400 多个县，受灾人口达 4624 万人，经济损失达 8451 亿元。2010 年[5]， 发生在青海玉树的 4.14 大地震，造成超过 20