無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法

無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法，是基于北斗/GPRS/WiFi三網(wǎng)聯(lián)合，由無纜地震儀定位通訊裝置和無纜地震儀追蹤器兩部分構(gòu)成，無纜地震儀定位通訊裝置內(nèi)置于無纜地震儀，用于完成無纜地震儀空間位置定位和坐標追蹤通訊。通過北斗通訊系統(tǒng)聯(lián)合GPRS通訊系統(tǒng)實現(xiàn)無纜地震儀的絕對位置定位，并通過WiFi網(wǎng)絡(luò)信號掃描確定丟失無纜地震儀的最終位置。北斗、GPRS、WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的搜索方法，解決了無纜地震儀在復雜地形環(huán)境中遺失和被盜后的追蹤搜索難的問題。具有覆蓋范圍廣，能穿透建筑物，具有精確追蹤的優(yōu)點。
【專利說明】無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法，尤其是涉及北斗/GPRS/ WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 地震勘探方法是地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查的重要地球物理方法，世界上絕大部分 油田和天然氣田都是通過地震勘探方法找到的。地震儀是地震勘探方法所依賴和使用的電 子儀器，其主要用來完成地震數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲。無纜地震儀是近年來地震儀研究的 熱點，它以單個地震采集站節(jié)點為單元，采用獨立存儲式結(jié)構(gòu)，集數(shù)據(jù)采集和存儲為一體， 地震數(shù)據(jù)并不現(xiàn)場傳回控制中心，而是就地存儲，待野外施工完成后統(tǒng)一回收地震采集站， 通過專用回收裝置集中回收地震數(shù)據(jù)。由于擺脫了電纜線且不需要現(xiàn)場進行地震數(shù)據(jù)回 收，極大提高了野外工作效率，同時地震采集道數(shù)和野外排列形式不受限制，這極大增加了 地震數(shù)據(jù)采集的靈活性；由于以上優(yōu)勢，無纜地震儀成了未來地震數(shù)據(jù)采集的發(fā)展方向，尤 其是復雜地形地表條件下高密度、大道數(shù)地震數(shù)據(jù)采集。
[0003] 隨著無纜地震儀地震勘探實踐的深入，無纜地震儀出現(xiàn)了越來越多的失蹤和丟失 現(xiàn)象。一方面，無纜地震儀經(jīng)常被用于在復雜地形地區(qū)、艱苦及障礙地區(qū)的地震數(shù)據(jù)采集， 每個無纜地震儀單獨擺放并且獨立工作，因野外地形起伏較大和地表植被覆蓋等因素影 響，無纜地震儀處于一種可視條件較差的應用條件下，視線不暢影響了無纜地震儀的回收， 野外施工人員因看不到被遮擋的無纜地震儀而遺失部分無纜地震儀；另一方面，地震勘探 施工區(qū)域跨度較大（幾公里到幾十公里），在地震采集過程中，大部分地震儀不在可監(jiān)控的 視線范圍內(nèi)，有的應用場合中無纜地震儀可能要在野外連續(xù)工作幾個月，在大范圍和長時 間的工作情況下，經(jīng)常發(fā)生無纜地震儀被人為盜走的情況（出于好奇或者變賣等原因），從 而導致珍貴地震數(shù)據(jù)丟失。
[0004] 目前針對無纜地震儀野外丟失問題，尚無有效的追蹤裝置和搜索方法。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明的目的就是針對無纜地震儀在野外經(jīng)常丟失問題，提供一種基于北斗/ GPRS/WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置及追蹤方法。
[0006] 本發(fā)明由兩部分構(gòu)成：無纜地震儀定位通訊裝置（見附圖2)和無纜地震儀追蹤器 (附圖3)。無纜地震儀定位通訊裝置內(nèi)置于無纜地震儀，用于完成無纜地震儀空間位置定 位和坐標追蹤通訊。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0008] 無纜地震儀防盜追蹤裝置是基于北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)的聯(lián)合，由現(xiàn)有無纜地震 儀內(nèi)裝有的無纜地震儀定位通訊裝置和無纜地震儀追蹤器兩部分組成：
[0009] 所述的無纜地震儀定位通訊裝置，是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北 斗天線、GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和聲光報警單 元構(gòu)成；
[0010] 所述的無纜地震儀追蹤器，是由是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北斗 天線、GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和點陣液晶顯示 器構(gòu)成。
[0011] 無纜地震儀定位通訊裝置通訊方法，包括以下步驟：
[0012] I.被動跟蹤方法
[0013] A、通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標；
[0014] B、收到"搜索"命令則啟動被動跟蹤過程；
[0015] B、提取坐標和當前絕對時間值；
[0016] C、生成被動信標消息；
[0017] D、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息；
[0018] E、啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0019] F、WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到B步驟；
[0020] G、是，開啟聲光報警裝置。
[0021] II.主動跟蹤方法
[0022] A、通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標；
[0023] B、每隔60秒，通過北斗定位通訊單元完成坐標更新，并將最新坐標與無纜地震儀 起始坐標進行比較，由此計算無纜地震儀的位移值；
[0024] C、位移值大于50米否？否，返回B步驟；
[0025] D、是，進入主動跟蹤過程；
[0026] E、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元聯(lián)合定位完成坐標更新，并提取坐標 和當前絕對時間值；
[0027] F、生成主動信標消息；
[0028] G、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息；
[0029] H、啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0030] J、WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到E步驟；
[0031] G、是，開啟聲光報警裝置。
[0032] 無纜地震儀追蹤器追蹤方法，包括以下步驟：
[0033] I.被動跟蹤方法
[0034] a、啟動搜索；
[0035] b、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)送搜索命令；
[0036] c、收到被動信標否？否，返回b步驟，是，轉(zhuǎn)下步；
[0037] d、從被動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息；
[0038] e、提示用戶向目標位置移動；
[0039] f、檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，等待10秒返回d步驟，是，轉(zhuǎn)下步；
[0040] g、接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)；
[0041] h、發(fā)送開啟聲光報警命令。
[0042] II.主動跟蹤方法
[0043] a、收到主動信標否？否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步；
[0044] b、從主動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息；
[0045] c、提示用戶向目標位置移動；
[0046] d、檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步；
[0047] e、接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)；
[0048] f、發(fā)送開啟聲光報警命令。
[0049] 無纜地震儀防盜追蹤裝置的追蹤方法，是基于北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)的聯(lián)合，其 特征在于，包括以下步驟：
[0050] I.被動跟蹤方法
[0051] 一、在野外施工完成后，若發(fā)現(xiàn)有無纜地震儀遺失，則通過無纜地震儀追蹤器的北 斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)出"搜索命令"；
[0052] 二、無纜地震儀定位通訊裝置在接收到"搜索命令"后進入被動跟蹤；
[0053] 三、無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和 當前時間；
[0054] 四、發(fā)送"被動跟蹤信標"，在完成首次"被動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊 單元建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送；
[0055] 五、無纜地震儀追蹤器在收到被動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示 器上，待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通 訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，
[0056] 六、通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃 燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0057] II.主動跟蹤方法
[0058] ㈠ 、在野外施工過程中，無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗定位通訊單元周期性 (周期為60秒）地獲取無纜地震儀坐標信息并由此計算無纜地震儀的位移；
[0059] ㈡、當無纜地震儀定位通訊裝置檢測到無纜地震儀位移大于50米時，進入主動跟 蹤過程；
[0060] ㈢、無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和 當前時間；
[0061] ㈣、發(fā)送"主動跟蹤信標"，在完成首次"主動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊 單元建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送； [0062] ㈤、無纜地震儀追蹤器在收到主動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示 器上，待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通 訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)， [0063] ㈥、通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃 燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0064] 有益效果：無纜地震儀的搜索方法采用"三網(wǎng)聯(lián)合逐次逼近法"，如附圖6、7所示， 無纜地震儀跟蹤器持續(xù)監(jiān)聽"被動跟蹤信標"或"主動跟蹤信標"，若通過北斗定位通訊單 元接收到有效的信標則提取無纜地震儀#1的當前位置坐標，并根據(jù)坐標信息進入目標搜 索區(qū)域，然后開啟WiFi通訊單元進行WiFi信號掃描，掃描到無纜地震儀的的WiFi網(wǎng)絡(luò)后 加入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，最后通過WiFi網(wǎng)絡(luò)啟動無纜地震儀定位通訊裝置的聲光報警裝置，最終 確定無纜地震儀位置；若通過GPRS通訊模塊接收到有效的信標則提取無纜地震儀#2的當 前位置坐標，并根據(jù)坐標信息進入目標搜索區(qū)域，然后開啟WiFi通訊單元進行WiFi信號掃 描，掃描到無纜地震儀的的WiFi網(wǎng)絡(luò)后加入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，最后通過WiFi網(wǎng)絡(luò)啟動無纜地 震儀定位通訊裝置的聲光報警裝置，最終確定無纜地震儀位置。
[0065] 無纜地震儀防盜追蹤裝置通過北斗衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)聯(lián)合GPRS通訊系統(tǒng)實現(xiàn)無 纜地震儀的絕對位置定位，并通過WiFi網(wǎng)絡(luò)信號掃描確定丟失無纜地震儀的最終位置。北 斗、GPRS、WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的搜索方法解決了無纜地震儀在復雜地形環(huán)境中遺失和被盜后的 追蹤搜索問題，具有覆蓋范圍廣，能穿透建筑物，具有精確追蹤的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0066] 附圖1無纜地震儀追蹤示意圖
[0067] 附圖2無纜地震儀定位通訊裝置結(jié)構(gòu)框圖
[0068] 附圖3無纜地震儀追蹤器結(jié)構(gòu)框圖
[0069] 附圖4無纜地震儀定位通訊裝置通訊方法流程圖
[0070] 附圖5無纜地震儀追蹤器追蹤方法流程圖
[0071] 附圖6被動跟蹤信標信息結(jié)構(gòu)圖
[0072] 附圖7主動跟蹤信標信息結(jié)構(gòu)圖

【具體實施方式】：
[0073] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
[0074] 無纜地震儀防盜追蹤裝置是基于北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)的聯(lián)合，由現(xiàn)有無纜地震 儀內(nèi)裝有的無纜地震儀定位通訊裝置和無纜地震儀追蹤器兩部分組成：
[0075] 所述的無纜地震儀定位通訊裝置，是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北 斗天線、GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和聲光報警單 元構(gòu)成；
[0076] 所述的無纜地震儀追蹤器，是由是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北斗 天線、GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和點陣液晶顯示 器構(gòu)成。
[0077] 無纜地震儀定位通訊裝置通訊方法，包括以下步驟：
[0078] I.被動跟蹤方法
[0079] A、通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標；
[0080] B、收到"搜索"命令則啟動被動跟蹤過程；
[0081] B、提取坐標和當前絕對時間值；
[0082] C、生成被動信標消息；
[0083] D、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息；
[0084] E、啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0085] F、WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到B步驟；
[0086] G、是，開啟聲光報警裝置。
[0087] II.主動跟蹤方法
[0088] A、通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標；
[0089] B、每隔60秒，通過北斗定位通訊單元完成坐標更新，并將最新坐標與無纜地震儀 起始坐標進行比較，由此計算無纜地震儀的位移值；
[0090] C、位移值大于50米否？否，返回B步驟；
[0091] D、是，進入主動跟蹤過程；
[0092] E、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元聯(lián)合定位完成坐標更新，并提取坐標 和當前絕對時間值；
[0093] F、生成主動信標消息；
[0094] G、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息；
[0095] H、啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0096] J、WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到E步驟；
[0097] G、是，開啟聲光報警裝置。
[0098] 無纜地震儀追蹤器追蹤方法，包括以下步驟：
[0099] I.被動跟蹤方法
[0100] a、啟動搜索；
[0101] b、通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)送搜索命令；
[0102] c、收到被動信標否？否，返回b步驟，是，轉(zhuǎn)下步；
[0103] d、從被動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息；
[0104] e、提示用戶向目標位置移動；
[0105] f、檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，等待10秒返回d步驟，是，轉(zhuǎn)下步；
[0106] g、接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)；
[0107] h、發(fā)送開啟聲光報警命令。
[0108] II.主動跟蹤方法
[0109] a、收到主動信標否？否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步；
[0110] b、從主動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息；
[0111] c、提示用戶向目標位置移動；
[0112] d、檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步；
[0113] e、接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)；
[0114] f、發(fā)送開啟聲光報警命令。
[0115] 無纜地震儀防盜追蹤裝置的追蹤方法，是基于北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)的聯(lián)合，其 特征在于，包括以下步驟：
[0116] I.被動跟蹤方法
[0117] -、在野外施工完成后，若發(fā)現(xiàn)有無纜地震儀遺失，則通過無纜地震儀追蹤器的北 斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)出"搜索命令"；
[0118] 二、無纜地震儀定位通訊裝置在接收到"搜索命令"后進入被動跟蹤；
[0119] 三、無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和 當前時間；
[0120] 四、發(fā)送"被動跟蹤信標"，在完成首次"被動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊 單元建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送；
[0121 ] 五、無纜地震儀追蹤器在收到被動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示 器上，待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通 訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，
[0122] 六、通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃 燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0123] II.主動跟蹤方法
[0124] 一、在野外施工過程中，無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗定位通訊單元周期性 (周期為60秒）地獲取無纜地震儀坐標信息并由此計算無纜地震儀的位移；
[0125] 二、當無纜地震儀定位通訊裝置檢測到無纜地震儀位移大于50米時，進入主動跟 蹤過程；
[0126] 三、無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和 當前時間；
[0127] 四、發(fā)送"主動跟蹤信標"，在完成首次"主動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊 單元建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送；
[0128] 五、無纜地震儀追蹤器在收到主動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示 器上，待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通 訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，
[0129] 六、通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃 燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0130] 由北斗定位通訊單元、北斗天線、GPRS通訊單元、GPRS天線、WiFi通訊單元、WiFi 通訊天線、主控制器、存儲器、聲光報警單元構(gòu)成；主控制器通過UART接口與北斗定位通訊 單元相連，北斗衛(wèi)星定位單元與北斗天線通過同軸電纜直接相連，主控制器通過UART接口 與GPRS通訊單元相連，GPRS通訊單元通過同軸電纜線與GPRS天線直接相連，主控制器通過 SPI接口與WiFi通訊單元相連，WiFi通訊單元與WiFi天線直接相連，主控制器通過靜態(tài)存 儲器接口與存儲器相連，主控制器通過GPI0 口與聲光報警單元相連。主控制器是無纜地震 儀定位通訊裝置的控制中心，用于控制北斗定位通訊單元、GPRS通訊單元、WiFi通訊單元 和存儲器。北斗定位通訊單元通過北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取無纜地震儀的經(jīng)度、緯度、海拔高 度信息從而獲得無纜地震儀的三維空間位置信息，并可通過北斗衛(wèi)星通訊系統(tǒng)與無纜地震 儀追蹤器建立通訊聯(lián)系，可接收來自無纜地震儀追蹤器的控制指令并將三維空間位置信息 或其他位置信息返回。GPRS通訊單元用來獲取無纜地震儀附近的手機基站編號等信息，同 時可以與無纜地震儀追蹤器建立通訊聯(lián)系，完成二者之間的信息交互；WiFi通訊單元用于 近距離發(fā)送位置信息并提供可追蹤WiFi通訊信號；存儲器用于存儲無纜地震儀的軌跡和 位置信息；聲光報警單元用于生成報警提示聲音信號和光信號。
[0131] 無纜地震儀定位通訊裝置各單元實現(xiàn)如下：主控制器采用C8051R)60芯片，北斗 定位通訊單元采用BDTM85110EM，北斗天線采用北斗一代定位通訊天線，GPRS通訊單元采 用SM900A OEM，GPRS天線采用鞭狀天線，WiFi通訊單元采用Marvell8686芯片，WiFi 通訊天線采用銅膜天線，存儲器采用IS61LV5128AL芯片，聲光報警單元采用X3060器件。 無纜地震儀追蹤器的各單元電路實現(xiàn)如下：主控制器采用AT91RM9200芯片，存儲器采用 HY57V281620芯片，點陣液晶顯示器采用800x600點陣液晶顯示器，北斗定位通訊單元采用 BDTM85110EM，北斗天線采用北斗一代定位通訊天線，GPRS通訊單元采用SM900A OEM，GPRS 天線采用鞭狀天線，WiFi通訊單元采用Marvell8686芯片，WiFi通訊天線采用銅膜天線。
[0132] 無纜地震儀定位通訊裝置通訊方法如圖4所示流程圖，由北斗定位通訊單元控制 模塊、GPRS通訊單元控制模塊、WiFi通訊單元控制模塊、聲光報警單元控制模塊和存儲模 塊構(gòu)成。北斗定位通訊單元控制模塊負責完成對北斗定位通訊單元的位置定位控制和北斗 衛(wèi)星通訊數(shù)據(jù)收發(fā)控制；GPRS通訊單元控制模塊負責完成對GPRS通訊模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)控 制；WiFi通訊單?？刂苩旲塊負責啟動WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)聽WiFi網(wǎng)絡(luò)接收到的控制命令； 聲光報警單元控制模塊負責啟動聲光報警單元；存儲模塊負責完成對無纜地震儀的多個位 置坐標和每個位置坐標對應的絕對時間值的存儲。
[0133] 本裝置在啟動后，首先通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標，然后判 斷是否接收到來自無纜地震儀追蹤器的搜索命令，若接收到搜索命令，則啟動被動跟蹤過 程（被動跟蹤流程分支），若沒有收到搜索命令，則更新無纜地震儀坐標信息，然后與無纜 地震儀起始坐標做比較，并判斷無纜地震儀位移是否大于50米，若位移大于50米則啟動主 動跟蹤過程（主動跟蹤流程分支），否則等待60秒，然后再次進入上述判斷循環(huán)。本裝置在 進入被動跟蹤流程分支之后，首先通過北斗定位通訊單元或者GPRS通訊單元獲取無纜地 震儀當前位置坐標，然后提取當前絕對時間值并生成"被動信標"信息，接著判斷WiFi網(wǎng)絡(luò) 是否建立，若沒有建立則啟動WiFi通訊單元并建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)，在等待60秒后，判斷 是否收到"開啟聲光報警"命令，若沒有收到"開啟聲光報警"命令，則重復進入被動跟蹤流 程分支繼續(xù)追蹤，若收到該命令，則開啟聲光報警裝置，最后結(jié)束追蹤過程。本裝置在進入 主動跟蹤流程分支之后，首先通過北斗定位通訊單元或者GPRS通訊單元獲取無纜地震儀 當前位置坐標，然后提取當前絕對時間值并生成"主動信標"信息，接著判斷WiFi網(wǎng)絡(luò)是否 建立，若沒有建立則啟動WiFi通訊單元并建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)，在等待60秒后，判斷是否 收到"開啟聲光報警"命令，若沒有收到"開啟聲光報警"命令，則重復進入主動跟蹤流程分 支繼續(xù)追蹤，若收到該命令，則開啟聲光報警裝置，最后結(jié)束追蹤過程。
[0134] 無纜地震儀追蹤器追蹤方法如圖5所示流程圖由北斗定位通訊單元控制模塊、 GPRS通訊單元控制模塊、WiFi通訊單元控制模塊、點陣液晶顯示器控制模塊和存儲模塊構(gòu) 成；北斗定位通訊單元控制模塊負責完成對北斗定位通訊單元的位置定位控制和北斗衛(wèi)星 通訊數(shù)據(jù)收發(fā)控制；GPRS通訊單元控制模塊負責完成對GPRS通訊模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)控制； WiFi通訊單元控制模塊負責啟動WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)掃描和發(fā)送WiFi網(wǎng)絡(luò)控制命令，點陣液晶 顯示器控制模塊負責液晶顯示器的信息顯示控制；存儲模塊負責完成對目標無纜地震儀的 多個位置坐標和每個位置坐標對應的絕對時間值的存儲。
[0135] 無纜地震儀追蹤器啟動后，首先判斷追蹤類型，若監(jiān)測到用戶啟動搜索過程，則進 入被動搜索流程分支，若收到"主動信標"信息，則進入主動搜索流程分支。程序進入被動 搜索流程分支后，通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送"搜索"命令，然后等待 10秒，接著判斷是否收到"被動信標"信息，若沒收到"被動信標"信息，則重復發(fā)送"搜索" 命令，若收到"被動信標"則從中提取被跟蹤無纜地震儀站號和坐標信息，接著通過點陣液 晶顯示器提示用戶向目標位置移動，然后判斷是否檢測到無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，若沒有檢 測到無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，則繼續(xù)檢測接收"被動信標"，若檢測到無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)， 則接入該WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)并通過WiFi網(wǎng)絡(luò)發(fā)送"開啟聲光報警"命令，最終結(jié)束搜索過程。 程序進入主動搜索流程分支后，首先從"主動信標"中提取被跟蹤無纜地震儀站號和坐標信 息，接著通過點陣液晶顯示器提示用戶發(fā)生無纜地震儀被盜事件，并顯示其當前坐標，提示 用戶向目標位置移動，然后判斷是否檢測到無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，若沒有檢測到無纜地震 儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，則繼續(xù)檢測接收"主動信標"信息，繼續(xù)追蹤過程，若檢測到無纜地震儀WiFi 網(wǎng)絡(luò)，則接入該WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)并通過WiFi網(wǎng)絡(luò)發(fā)送"開啟聲光報警"命令，最終結(jié)束搜索 過程。
[0136] 無纜地震儀追蹤方法：在野外施工完成后，若發(fā)現(xiàn)有部分無纜地震儀遺失，則通過 無纜地震儀追蹤器的北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)出"搜索命令"，無纜地震儀定 位通訊裝置在接收到"搜索命令"后進入被動跟蹤過程：無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗 和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和當前時間，然后發(fā)送"被動跟蹤信標"，在完成首次 "被動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊單元建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60 秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送。無纜地震儀追蹤器在收到被動信標后，解譯信標內(nèi) 容并顯示在點陣液晶顯示器上，待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位 置后，追蹤器啟動WiFi通訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信 號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，然后通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警 報聲響和警報閃燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0137] 無纜地震儀追蹤過程如下：無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗定位系統(tǒng)獲得自身 的WGS-84大地經(jīng)緯坐標，并周期性刷新該坐標信息，若識別到無纜地震儀發(fā)生位移且位移 值大于警戒值（50米），則觸發(fā)追蹤警報并啟動主動追蹤過程。無纜地震儀定位通訊裝置 首先記錄下無纜地震儀的位移起點坐標，并通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前位置坐標， 然后通過北斗定位通訊單元或GPRS通訊單元同時發(fā)送"主動跟蹤信標"至無纜地震儀追蹤 器，完成首次"主動跟蹤信標"發(fā)送后，激活自身WiFi通訊單元，建立Ad-hoc模式WiFi通 訊網(wǎng)絡(luò)。無纜地震儀定位通訊裝置在收到反饋信息之前，每60秒更新一次當前位置坐標值 和當前時間，并持續(xù)發(fā)送"主動跟蹤信標"。無纜地震儀追蹤器通過自身的北斗定位通訊單 元和GPRS通訊單元持續(xù)監(jiān)聽報警信息，當接收到無纜地震儀信標信息后，將信標信息解譯 并顯示在點陣液晶顯示器上，并持續(xù)更新該信息，待無纜地震儀追蹤器到達失蹤地震儀的 最后絕對坐標位置附近后，追蹤器啟動WiFi通訊單元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無 纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)，最后通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定 位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃燈，從而搜索到無纜地震儀。
[0138] 無纜地震儀追蹤器獨立工作，用于搜索丟失的無纜地震儀，由主控制器、點陣液晶 顯示器、北斗定位通訊單元、北斗天線、GPRS通訊單元、GPRS天線、WiFi通訊單元、WiFi天 線、存儲器構(gòu)成；主控制器通過并行口與點陣液晶顯示器相連，主控制器通過UART接口與 北斗定位通訊單元相連，北斗衛(wèi)星定位單元與北斗天線通過同軸電纜直接相連，主控制器 通過UART接口與GPRS通訊單元相連，GPRS通訊單元通過同軸電纜線與GPRS天線直接相 連，主控制器通過SPI接口與WiFi通訊單元相連，WiFi通訊單元與WiFi天線直接相連，主 控制器通過SDRAM接口與存儲器相連。北斗定位通訊單元用于獲得無纜地震儀追蹤器的自 身位置、接收來自無纜地震儀定位通訊裝置的信息，GPRS通訊單元用于搜索無纜地震儀追 蹤器附件的手機基站并接收來自無纜地震儀定位通訊裝置的信息，WiFi通訊單元用于搜索 附近的無纜地震儀定位通訊裝置WiFi信號源，進而鎖定無纜地震儀定位通訊裝置的位置。
[0139] 無纜地震儀防盜追蹤裝置采用北斗、GPRS、WiFi三網(wǎng)聯(lián)合定位方法實現(xiàn)無纜地震 儀地理位置的全空間定位，其中北斗和GPRS聯(lián)合實現(xiàn)無纜地震儀的絕對坐標定位，WiFi用 于實現(xiàn)小范圍相對位置的定位。無纜地震儀北斗定位通訊單元通過北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn) WGS-84大地經(jīng)緯坐標的計算，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠覆蓋范圍廣且通訊盲區(qū)少，可以實現(xiàn) 包括偏遠地區(qū)在內(nèi)的絕大部分區(qū)域內(nèi)的無纜地震儀地理坐標定位；當無纜地震儀定位通訊 裝置被人為遮擋而失去北斗衛(wèi)星定位信號時，無纜地震儀定位通訊裝置可通過GPRS通訊 單元實現(xiàn)地理位置輔助定位（網(wǎng)格化定位），GPRS通訊網(wǎng)是由大量蜂窩式GPRS通訊基站 相互連接而構(gòu)成，每個GPRS基站均覆蓋一片特定地理區(qū)域（稱為GPRS服務(wù)區(qū)）且擁有唯 一的編號，無纜地震儀定位通訊裝置通過GPRS通訊單元搜索GPRS服務(wù)區(qū)中的GPRS通訊基 站，提取GPRS通訊基站的編號信息，然后通過檢索該GPRS通訊基站的地理位置坐標得到無 纜地震儀的絕對位置坐標；無纜地震儀定位通訊裝置通過WiFi通訊單元在無纜地震儀周 圍建立一個Ad-hoc模式的WiFi通訊節(jié)點，實現(xiàn)半徑為400米的圓形WiFi覆蓋區(qū)域，用于 無纜地震儀相對位置搜索，無纜地震儀追蹤器通過搜索該WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無纜地震儀 的小范圍相對位置定位，從而最終找到丟失的無纜地震儀；總之，無纜地震儀定位通訊裝置 通過北斗定位通訊單元結(jié)合GPRS通訊單元獲得丟失無纜地震儀的地理位置后，以該坐標 為中心點展開小范圍WiFi信號搜索（相對定位），從而確定無纜地震儀的最終位置。
[0140] 無纜地震儀防盜追蹤裝置采用北斗衛(wèi)星通訊網(wǎng)和GPRS通訊網(wǎng)聯(lián)合雙冗余通訊方 法實現(xiàn)無纜地震儀的位置連續(xù)跟蹤。無纜地震儀在被遺失或被盜后進入連續(xù)跟蹤狀態(tài)， 在該狀態(tài)下無纜地震儀定位通訊裝置周期性連續(xù)發(fā)送自身的站號和當前位置坐標等信息 (稱為"跟蹤信標"）到無纜地震儀追蹤器，為確保信標被無纜地震儀追蹤器接收，信標信息 將通過北斗衛(wèi)星通訊網(wǎng)和GPRS通訊網(wǎng)同時發(fā)送（雙冗余發(fā)送）。在無纜地震儀被遺失的 情況下，無纜地震儀追蹤過程由無纜地震儀追蹤器發(fā)送"搜索命令"來啟動，被遺失的無纜 地震儀定位通訊裝置在接收到"搜索命令"后激活跟蹤過程，生成"被動跟蹤信標"，該信標 內(nèi)容包括無纜地震儀站號（無纜地震儀采集站編號）、無纜地震儀當前位置坐標（經(jīng)度、緯 度、海拔高度）、本次信標發(fā)送時間（年月日時分秒）等信息（見附圖3);在無纜地震儀被 盜的情形下，無纜地震儀連續(xù)監(jiān)測自身的位置坐標，當識別到發(fā)生大于50米的位移時自動 進入跟蹤過程，生成"主動跟蹤信標"，該信標內(nèi)容包括被盜無纜地震儀編號、無纜地震儀位 移起點坐標、無纜地震儀當前坐標、本次信標發(fā)送時間等信息（見附圖6)。無纜地震儀跟蹤 器通過連續(xù)監(jiān)測"被動跟蹤信標"或"主動跟蹤信標"即可實現(xiàn)對無纜地震儀的位置跟蹤。
【權(quán)利要求】
1. 一種北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置，由現(xiàn)有無纜地震儀內(nèi) 裝有的無纜地震儀定位通訊裝置和無纜地震儀追蹤器兩部分組成，其特征在于： --無纜地震儀定位通訊裝置，是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北斗天 線、GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和聲光報警單元構(gòu) 成； --無纜地震儀追蹤器，是由是由主控制器分別連接北斗定位通信單元及北斗天線、 GPRS通訊單元及GPRS天線、WiFi通訊單元及WiFi通訊天線、存儲器和點陣液晶顯示器構(gòu) 成。
2. 按照權(quán)利要求1所述的北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置，其 特征在于：無纜地震儀定位通訊裝置通訊方法，包括以下步驟： I. 被動跟蹤方法 A、 通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標； B、 收到"搜索"命令則啟動被動跟蹤過程； B、 提取坐標和當前絕對時間值； C、 生成被動信標消息； D、 通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息； E、 啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)； F、 WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到B步驟； G、 是，開啟聲光報警裝置。 II.主動跟蹤方法 A、 通過北斗定位通訊單元獲取無纜地震儀起始坐標； B、 每隔60秒，通過北斗定位通訊單元完成坐標更新，并將最新坐標與無纜地震儀起始 坐標進行比較，由此計算無纜地震儀的位移值； C、 位移值大于50米否？否，返回B步驟； D、 是，進入主動跟蹤過程； E、 通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元聯(lián)合定位完成坐標更新，并提取坐標和當 前絕對時間值； F、 生成主動信標消息； G、 通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元同時發(fā)送被動信標信息； H、 啟動WiFi通訊單元，建立Ad-hoc通訊網(wǎng)絡(luò)； J、 WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)收到"開啟聲光報警命令"否？否，返回到E步驟； G、是，開啟聲光報警裝置。
3. 按照權(quán)利要求1所述的北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置，其 特征在于：無纜地震儀追蹤器追蹤方法，包括以下步驟： I、 被動跟蹤方法 a、 啟動搜索； b、 通過北斗定位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)送搜索命令； c、 收到被動信標否？否，返回b步驟，是，轉(zhuǎn)下步； d、 從被動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息； e、 提示用戶向目標位置移動； f、 檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，等待10秒返回d步驟，是，轉(zhuǎn)下步； g、 接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)； h、 發(fā)送開啟聲光報警命令。 II.主動跟蹤方法 a、 收到主動信標否？否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步； b、 從主動信標提取無纜地震儀站號和坐標信息； c、 提示用戶向目標位置移動； d、 檢測無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)，否，返回等待10秒，是，轉(zhuǎn)下步； e、 接入無纜地震儀WiFi網(wǎng)絡(luò)； f、 發(fā)送開啟聲光報警命令。
4.按照權(quán)利要求1所述的北斗、GPRS和WiFi三網(wǎng)聯(lián)合的無纜地震儀防盜追蹤裝置的 追蹤方法，其特征在于，包括以下步驟： I. 被動跟蹤方法 一、 在野外施工完成后，若發(fā)現(xiàn)有無纜地震儀遺失，則通過無纜地震儀追蹤器的北斗定 位通訊單元和GPRS通訊單元發(fā)出"搜索命令"； 二、 無纜地震儀定位通訊裝置在接收到"搜索命令"后進入被動跟蹤； 三、 無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和當前 時間； 四、 發(fā)送"被動跟蹤信標"，在完成首次"被動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊單元 建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送； 五、 無纜地震儀追蹤器在收到被動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示器上， 待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通訊單 元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)， 六、 通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃燈， 從而搜索到無纜地震儀。 II. 主動跟蹤方法 ㈠ 、在野外施工過程中，無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗定位通訊單元周期性（周 期為60秒）地獲取無纜地震儀坐標信息并由此計算無纜地震儀的位移； ㈡、當無纜地震儀定位通訊裝置檢測到無纜地震儀位移大于50米時，進入主動跟蹤過 程； ㈢、無纜地震儀定位通訊裝置通過北斗和GPRS聯(lián)合定位獲得當前的位置坐標和當前 時間； ㈣、發(fā)送"主動跟蹤信標"，在完成首次"主動跟蹤信標"發(fā)送之后，啟動WiFi通訊單元 建立Ad-hoc模式WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)，并每隔60秒更新一次信標內(nèi)容并完成信標發(fā)送； ㈤、無纜地震儀追蹤器在收到主動信標后，解譯信標內(nèi)容并顯示在點陣液晶顯示器上， 待無纜地震儀追蹤器到達最后一次信標指示的絕對坐標位置后，追蹤器啟動WiFi通訊單 元開始掃描WiFi信號，若掃描到有效無纜地震儀的WiFi信號，則連入該WiFi網(wǎng)絡(luò)， (六)、通過開啟聲光報警命令啟動無纜地震儀定位通訊裝置發(fā)出警報聲響和警報閃燈，
【文檔編號】H04W4/02GK104101882SQ201410323277
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】楊泓淵, 林君, 張林行, 張懷柱, 鄭凡, 趙玉江 申請人:吉林大學