無線地震儀總體設(shè)計20060622

1、1無線地震儀總體設(shè)計無線地震儀總體設(shè)計1.總體設(shè)計原理總體設(shè)計原理1.1總體原理框圖圖1.1無線地震儀電路原理框圖系統(tǒng)以MCU處理器為核心，集合多種擴(kuò)展模塊，主要完成功能如下：?通過GPS模塊獲取儀器的地理位置信號和GPS時鐘信號?通過GPS時鐘信號用來觸發(fā)ADC模塊采集?ADC模塊以1KSPS采樣率對4路地震檢波器信號同步采集?將ADC模塊采集到的全部數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲模塊存儲到相應(yīng)的介質(zhì)上?分站每5秒鐘獎1秒鐘的ADC數(shù)據(jù)通過無線通訊

2、模塊發(fā)送到主站?分站與主站間數(shù)據(jù)、命令交互均通過無線通訊模塊進(jìn)行，通訊距離大于1km?主站與分站均可通過USB或RJ45接口與PC機(jī)進(jìn)行通訊?鋰電池單獨(dú)供電時，續(xù)航時間大于24小時3?無線通訊模塊目前無線通訊方式有很多，適應(yīng)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N方式對比如下表所示：種類無線傳感器網(wǎng)Zigbee藍(lán)牙Bluetooth無線局域網(wǎng)WiFi移動通信CDMAGPRSUMTS數(shù)傳電臺Dataradio單點(diǎn)覆蓋距離（標(biāo)準(zhǔn)）10~100m10m50m幾km（

3、單基站）可達(dá)6km單點(diǎn)覆蓋距離（擴(kuò)展）1~3km100m500m10km（單基站）10km以內(nèi)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性自動擴(kuò)展無無依賴現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋無電池壽命數(shù)月~數(shù)年數(shù)天數(shù)小時數(shù)天數(shù)小時~數(shù)天復(fù)雜性簡單復(fù)雜非常復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜最高傳輸速率250kbps1Mbps1~11Mbps7.2Mbps38.4kbps頻段868Mhz~2.4Ghz2.4GHz2.4GHz0.8~1GHz400Mhz~2.4GHz頻段需申請備案網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)65000850無聯(lián)網(wǎng)所需時間

4、僅30毫秒高達(dá)10秒3秒數(shù)秒終端設(shè)備費(fèi)用低低高較高高有無網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)無無無有無頻段需申請備案安全性128bitAES64bit128bitSSID集成度和可靠性高高一般一般低使用成本低低一般高高安裝使用難易非常簡單一般難一般難表1.1幾種無線通訊方式對比從上表中可知，在不依賴網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，點(diǎn)對點(diǎn)的通訊滿足我們要求的通訊距離和速率要求的只有zigbee和數(shù)傳電臺，從性能上來講zigbee更具有優(yōu)勢，數(shù)傳電臺是比較傳統(tǒng)的方式，目前有幾種成

5、熟的模塊，而zigbee的模塊性能需要實(shí)際檢驗(yàn)；?數(shù)據(jù)存儲模塊常用的存儲介質(zhì)目前有2種方式可以實(shí)現(xiàn)，1）SD卡U盤CF卡等可插拔的，采集完所有數(shù)據(jù)后可以拔掉后與PC機(jī)連接；優(yōu)點(diǎn)：而且如果損壞，容易更換；有比較成熟的接口模塊，減少開發(fā)難度；缺點(diǎn)：震動環(huán)境下的穩(wěn)定性需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計；2）大容量NFLASH芯片只能在MCU上擴(kuò)展USB或RJ45接口，實(shí)現(xiàn)PC對FLASH數(shù)據(jù)的讀??；優(yōu)點(diǎn)：與MCU主板合一，集成度更高，抗震性更好；缺點(diǎn)：驅(qū)