專利名稱：地磁異常報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明能夠?qū)Φ卮女惓５默F(xiàn)象實行監(jiān)測報警，根據(jù)地磁異常的感應(yīng)，為可能遭遇強地震，火山爆發(fā)等地質(zhì)活動潛在威脅地區(qū)的個人提供了一種經(jīng)濟，簡便的輔助預(yù)警手段。
背景技術(shù)：
很多地震預(yù)警基于橫波和縱波的傳輸時間差來提供預(yù)警，但是基于這個原理的預(yù)警時間很短，可能即使預(yù)測成功也沒有足夠的逃生時間。在地震史料中，多次記載大地震前震中及附近有磁鐵失磁現(xiàn)象和指南針羅盤不正常偏轉(zhuǎn)，磁針不規(guī)則運動等磁場改變現(xiàn)象?；诘卮女惓５臋z測可以將預(yù)警時間大大提高，為挽救廣大人民群眾的生命財產(chǎn)提供了更 多的機會。本發(fā)明通過使用磁針監(jiān)控地磁的異常，并將異常狀態(tài)通過電信號實時響應(yīng)，最后轉(zhuǎn)化為聲音信號和光信號及時報警，整個設(shè)計經(jīng)濟，小巧，省電，即使個人家庭也便于使用，甚至有設(shè)計成為多樣化的小工藝裝飾品的潛力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用一種簡便實用的手段將地磁的異常狀態(tài)及時地通過電信號轉(zhuǎn)化為聲音和光信號報警，為預(yù)防特殊地質(zhì)活動的災(zāi)害提供一種及時預(yù)警的手段。
傳感器設(shè)計為了實現(xiàn)地磁異常報警的功能，本設(shè)計選擇了一個小型的磁針作為傳感器，在設(shè)計中利用到了磁針的弱磁性和導(dǎo)電性。磁針的弱磁性保證了它正常情況下處于南北指向，但是地磁異常的情況下，磁針的物理偏轉(zhuǎn)會觸發(fā)電路開關(guān)，利用磁針的導(dǎo)電性激活電路工作。磁針在電路板上通過磁針支架和電路共地相連。磁針支架的物理位置在電路板上可以調(diào)節(jié)，放置得離觸點越近感應(yīng)的靈敏度越高。電路設(shè)計為了提高電路的可靠性，電路部分采用了一款通用微處理器，其中一個輸入管腳和感應(yīng)觸點相連，正常設(shè)置為弱上拉的狀態(tài)，通過外部引腳異步觸發(fā)的方式檢測磁針的導(dǎo)通，只要磁針觸碰到微處理器的感應(yīng)觸點，微處理器馬上可以響應(yīng)該外部事件，即使磁針再次無規(guī)則地偏轉(zhuǎn)到其他方位和感應(yīng)觸點分離，電路部分仍可以繼續(xù)工作報警。按下電路的復(fù)位開關(guān)，系統(tǒng)即可以停止報警重新恢復(fù)到地磁監(jiān)測模式，直到再次發(fā)生磁針接觸觸點的事件重新產(chǎn)生報警。觸點的設(shè)計觸點用于連接磁針和微處理器。因為磁針在異常的時候可能順時針偏轉(zhuǎn)也可能逆時針偏轉(zhuǎn)，因此在磁針兩邊各布置了一個觸點，電路板布線使其電氣相通，均連接至微處理器的同一輸入管腳。觸點的材料需要滿足兩個要求，第一導(dǎo)電性要好，第二不能干擾磁場影響磁針的偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明原型機目前采用了固定在電路板上的銅柱作為感應(yīng)觸點，其他滿足要求的材料亦可。報警功能的設(shè)計當(dāng)微處理器響應(yīng)到磁針指向方位異常的信息后，通過輸出控制信號導(dǎo)通一個外部三極管，該三極管在導(dǎo)通狀態(tài)下將電源信號傳送到一個蜂鳴器，通過微處理器的軟件控制三極管間隔性地循環(huán)開啟關(guān)閉，蜂鳴器就會發(fā)出一陣陣響亮的警報聲，同時微處理控制一個發(fā)光二極管產(chǎn)生閃爍。低功耗設(shè)計本發(fā)明軟件部分的設(shè)計將微處理平時設(shè)置于一個省電的低功耗工作模式下，只有磁針偏轉(zhuǎn)碰到觸點，微處理器才會被喚醒，喚醒以后軟件啟動工作立即打開聲控電路和發(fā)光二極管驅(qū)動電路執(zhí)行報警。本設(shè)計采用3V電路，可用電池供電，低功耗的設(shè)計確保整個電路能夠長期處于監(jiān)測模式下工作而無需頻繁更換電池；低功耗的另一個效果是確保正常監(jiān)測模式下整個電路沒有任何足夠強的電流變化活動通過電磁感應(yīng)影響磁針的異常偏轉(zhuǎn)。軟件設(shè)計說明微處理本身自帶非易失性存儲器，監(jiān)測軟件通過編程器接口燒錄于非易失性存儲器中。正常上電后，程序控制系統(tǒng)處于發(fā)光二極管熄滅，蜂鳴器電源斷開的狀態(tài)，微處理器本身也處于低功耗狀態(tài)，但是和觸點相接的管腳設(shè)置為低電平或者電平下降沿觸發(fā)外部中斷使能狀態(tài)和低功耗模式喚醒使能狀態(tài)。一旦磁針偏轉(zhuǎn)碰到觸點，微處理器即可響應(yīng)中斷，軟件由中斷入口程序引導(dǎo)驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管。
使用注意事項由于要確保磁針工作的穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)不能接近磁鐵，鐵質(zhì)物體以及強電流變化物體。系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定放置，確保磁針正常指向南北并和觸點分離，避免受到諸如風(fēng)力等外力影響。
權(quán)利要求
1.一種可以監(jiān)測地磁異常并及時產(chǎn)生報警的系統(tǒng)，包括磁針，感應(yīng)觸點，電路板，電源，電壓轉(zhuǎn)換電路，電源開關(guān)，微處理器，復(fù)位開關(guān)，三極管，蜂鳴器，微處理器程序下載接口電路，發(fā)光二極管，以及存儲在微處理器中的控制軟件組成。
2.將指南針和微處理器電路相結(jié)合，實現(xiàn)了自動化監(jiān)測地磁異常的效果。
3.利用聲光報警的方式，使難于被察覺的地磁異常變化成為普通人可以及時感知的事件。
4.利用微處理器的低功耗異步觸發(fā)功能，提高了磁針變化的監(jiān)測靈敏性，事件響應(yīng)的及時穩(wěn)定性以及省電特性。
5.監(jiān)測模式下工作電壓3伏，電流低于3微安，可以靠電池供電長期維持工作，也可以靠外部穩(wěn)壓電源或者計算機通用串行總線電源通過系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換電路來供電，便于日常使用。
全文摘要
本發(fā)明為地磁異常報警器，屬于電子系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。歷史上很多規(guī)模較大的地震和火山爆發(fā)前期，都會出現(xiàn)地磁異常變化的現(xiàn)象。本發(fā)明通過檢測地磁場的異常變化，及時轉(zhuǎn)化為聲、光信號來達到報警的效果，有望在災(zāi)害到來之前的幾分鐘甚至十幾分鐘就做出正確的預(yù)警，以保護廣大人民群眾生命財產(chǎn)的安全。 本發(fā)明利用磁針的磁性和導(dǎo)電性，結(jié)合微控制器中斷響應(yīng)功能，使得磁針的異常方位偏轉(zhuǎn)觸發(fā)微控制器的外部中斷，從而將微處理器從低功耗的睡眠狀態(tài)喚醒，開始運行控制程序來激活發(fā)光二極管和蜂鳴器工作，產(chǎn)生報警的聲音和光信號。 本發(fā)明設(shè)計簡便、省電，且具有設(shè)計成為多樣化的小工藝裝飾品的潛力，便于推廣使用。
文檔編號G01V3/40GK102722961SQ20121017863
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月3日
發(fā)明者孫駿 申請人:孫駿