地震前兆舒曼谐振监测装置的设计与实现的开题报告.docx

地震前兆舒曼谐振监测装置的设计与实现的开题报告
一、研究背景
地震是地球自然界中最为破坏性的自然灾害之一，预测地震已经成为全球研究领域的热点之一。目前，国内外学者已经通过实地观测、实验室模拟等方法，在地震前兆领域做出了许多有益的探索，而最具有代表性的之一就是舒曼谐振(SchumannResonances,SR)。在普通天气的电离层中，可以通过人类的天线接收到108-112Hz的典型SR谐振信号，这些信号来自于电离层内部快速电子的运动和闪电过程。而舒曼谐振受到地球强磁场的限制，因此导致谐振频率受到一定程度的影响，这也成为了SR检测的难点。
二、研究目的
本项目的目标是通过设计和实现一款基于舒曼谐振原理的地震前兆监测装置，利用谐振频率的突变来推断地震的发生。
三、设计方案
在本项目中，我们需要设计一款能够接收到电离层中105Hz左右的舒曼谐振信号，又需要在一定程度上避免外来信号的影响。为此，我们可以利用共模抑制(CMRR)过滤外来噪声。同时，为了更加灵敏地监测到地震前兆，我们采用振荡器、低通滤波器、放大器、信号处理单元等一系列电路组成的检测电路，并结合单片机、通讯模块等技术完成对数据的处理、分析、存储和传输。
四、技术路线
如图①所示，本项目方案中的检测电路包含四个部分：振荡器、低通滤波器、放大器以及信号处理单元。
其中，振荡器采用RC震荡器的形式来产生指定频率的信号，低通滤波器可以降低输入信号中高于预定频率的信号，保证只有SR信号可以通过。放大器则可以对输入的微弱信号进行放大，以提高信噪比，信号处理单元由微处理器、存储芯片等部分组成，可以完成数据采集、存储、传输和分析处理等功能。这部分技术的难点主要在于过滤噪声和处理信号的精度。
此外，我们还需要通过网络技术将收集到的数据上传到云端服务器。具体来说，我们可以通过GPRS模块、WIFI模块或者其他通信方式来实现数据的遥测传输。接收到数据后，服务器进行进一步的分析、计算和存储，以实现对地震前兆的实时监控和预警。
五、研究意义
1.提高地震预测的准确性
舒曼谐振能够检测到地震前兆，因此本项目可以使地震预测更加准确。
2.实时监测地震
本项目可以结合网络技术，实现对地震的实时监测，提高地震预警的及时性。
3.减少地震灾害损失
通过及时预警，可以为广大群众提供足够的时间逃生，减少灾害损失。
六、研究进度
目前，我们已经完成了选取适合于本项目的核心模块以及相应电路的选择和测试，并已经完成了电路的初步搭建和部分调试工作。接下来，我们将进行电路的优化和完善，并进行单片机程序的编写，以实现数据的采集、处理、存储和传输等功能。未来，我们将进行进一步的实验验证和性能测试，以达到更好的实验效果。