地磁异常报警器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102722961A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102722961A(43)申请公布日2012.10.10(21)申请号201210178637.0(22)申请日2012.06.03(71)申请人孙骏地址201106上海市闵行区北翟路2000弄70支弄5号1101室(72)发明人孙骏(51)Int.Cl.G08B21/10(2006.01)G01V3/40(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书22页页(54)发明名称地磁异常报警器(57)摘要本发明为地磁异常报警器，属于电子系统应用领域。历史上很多规模较大的地震和火山爆发前期，都会出现地磁异常变化的现象。本发明通过检测地磁场的异常变化，及时转化为声、光信号来达到报警的效果，有望在灾害到来之前的几分钟甚至十几分钟就做出正确的预警，以保护广大人民群众生命财产的安全。本发明利用磁针的磁性和导电性，结合微控制器中断响应功能，使得磁针的异常方位偏转触发微控制器的外部中断，从而将微处理器从低功耗的睡眠状态唤醒，开始运行控制程序来激活发光二极管和蜂鸣器工作，产生报警的声音和光信号。本发明设计简便、省电，且具有设计成为多样化的小工艺装饰品的潜力，便于推广使用。CN102796ACN102722961A权利要求书1/1页1.一种可以监测地磁异常并及时产生报警的系统，包括磁针，感应触点，电路板，电源，电压转换电路，电源开关，微处理器，复位开关，三极管，蜂鸣器，微处理器程序下载接口电路，发光二极管，以及存储在微处理器中的控制软件组成。2.将指南针和微处理器电路相结合，实现了自动化监测地磁异常的效果。3.利用声光报警的方式，使难于被察觉的地磁异常变化成为普通人可以及时感知的事件。4.利用微处理器的低功耗异步触发功能，提高了磁针变化的监测灵敏性，事件响应的及时稳定性以及省电特性。5.监测模式下工作电压3伏，电流低于3微安，可以靠电池供电长期维持工作，也可以靠外部稳压电源或者计算机通用串行总线电源通过系统的电压转换电路来供电，便于日常使用。2CN102722961A说明书1/2页地磁异常报警器技术领域[0001]本发明能够对地磁异常的现象实行监测报警，根据地磁异常的感应，为可能遭遇强地震，火山爆发等地质活动潜在威胁地区的个人提供了一种经济，简便的辅助预警手段。背景技术[0002]很多地震预警基于横波和纵波的传输时间差来提供预警，但是基于这个原理的预警时间很短，可能即使预测成功也没有足够的逃生时间。在地震史料中，多次记载大地震前震中及附近有磁铁失磁现象和指南针罗盘不正常偏转，磁针不规则运动等磁场改变现象。基于地磁异常的检测可以将预警时间大大提高，为挽救广大人民群众的生命财产提供了更多的机会。本发明通过使用磁针监控地磁的异常，并将异常状态通过电信号实时响应，最后转化为声音信号和光信号及时报警，整个设计经济，小巧，省电，即使个人家庭也便于使用，甚至有设计成为多样化的小工艺装饰品的潜力。发明内容[0003]本发明用一种简便实用的手段将地磁的异常状态及时地通过电信号转化为声音和光信号报警，为预防特殊地质活动的灾害提供一种及时预警的手段。[0004]传感器设计：为了实现地磁异常报警的功能，本设计选择了一个小型的磁针作为传感器，在设计中利用到了磁针的弱磁性和导电性。磁针的弱磁性保证了它正常情况下处于南北指向，但是地磁异常的情况下，磁针的物理偏转会触发电路开关，利用磁针的导电性激活电路工作。磁针在电路板上通过磁针支架和电路共地相连。磁针支架的物理位置在电路板上可以调节，放置得离触点越近感应的灵敏度越高。[0005]电路设计：为了提高电路的可靠性，电路部分采用了一款通用微处理器，其中一个输入管脚和感应触点相连，正常设置为弱上拉的状态，通过外部引脚异步触发的方式检测磁针的导通，只要磁针触碰到微处理器的感应触点，微处理器马上可以响应该外部事件，即使磁针再次无规则地偏转到其他方位和感应触点分离，电路部分仍可以继续工作报警。按下电路的复位开关，系统即可以停止报警重新恢复到地磁监测模式，直到再次发生磁针接触触点的事件重新产生报警。[0006]触点的设计：触点用于连接磁针和微处理器。因为磁针在异常的时候可能顺时针偏转也可能逆时针偏转，因此在磁针两边各布置了一个触点，电路板布线使其电气相通，均连接至微处理器的同一输入管脚。触点的材料需要满足两个要求，第一导电性要好，第二不能干扰磁场影响磁针的偏转。本发明原型机目前采用了固定在电路板上的铜柱作为感应触点，其他满足要求的材料亦可。[0007]报警功能的设计：当微处理器响应到磁针指向方位异常的信息后，通过输出控制信号导通一个外部三极管，该三极管在导通状态下将电源信号传送到一个蜂鸣器，通过微处理器的软件控制三极管间隔性