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提前10秒,伤亡减少39%!地震预警是如何实现的?

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今天是5.12汶川大地震13周年,13年的岁月仍无法抹去这场灾难留下的痕迹。

5。12大地震遗址

据统计,5级以上地震就能够造成破坏,习惯上称为破坏性地震,平均每年发生约1000次;7级以上强震平均每年18次;8级以上大震每年发生1—2次。

随着人类科技的发展,我们不得不思考,如果能提前预知地震到来,我们就能提前作出应对措施,离开建筑物疏散到开阔平坦的地方,避免地震带来的人员伤亡。

但是地震本身难以预测,以目前的技术,只有当地震已经发生后才会被检测到,利用电磁波比地震波“跑得快”的优势,提前向周边地区发出的地震信号。

地震波与电磁波.webp

即便是只能提前几十秒预警,也能很大程度上减少人员伤亡。研究表明,预警时间10秒,伤亡减少39%;时间为20秒,伤亡减少63%。因此,尽可能早的将地震信息通知所在地区就显得尤为重要。

那么地震预警是如何实现的呢?今天我们就来讲讲无线通信技术在地震预警系统中的应用


工作原理


前端集成振动传感器部署在远处的地面、岩壁上,传感器感应到振动则向中心上报,前端可以通过中继设备级联拓展部署范围。

地震预警系统工作原理图.webp

中心接收前端汇报的振动信息,若是仅一两处前端设备汇报振动则作为干扰信息不处理,若是一个片区内的前端设备同时上报振动信息,则视为发生地震,立即发送控制信号给部署在城区的广播设备。

播报提前录制的地震到来预报,让居民进行防范,同时中心设备还会将感应到的振动数据及位置上报平台,供工作人员进行数据分析以及网络发布。


系统组成


前端设备

集成振动传感器与基于LoRa无线模块的前端设备,LoRa扩频技术绕射性更强,不用担心恶劣环境和障碍物影响数据传输的及时性,支持低功耗功能,可以靠电池进行供电。部署在城镇远端的野外进行地面的振动监测,有振动信号第一时间向中心汇报。

lora扩频技术绕射性原理

中继设备

拓展前端设备部署距离的中继设备,对前端的数据发送进行转发,直至中心。


中心设备

接收所有前端设备上报的振动数据,并对相关数据进行简单分析,如果只是个别前端设备单个的振动上报则视为干扰信息不处理,若是区域内的前端设备都有相同的振动信息上报则第一时间通知预报播放设备进行地震预报,并且将接收到的相关数据上报平台。


预报播放设备

预先录制好地震预报语音的播放设备,分散部署在城镇区域内,接收到中心设备的地震预警则进行预报播放。

地震预警播报.webp


系统优势


01 本地处理、响应速度快

该系统数据全程本地处理,排除网络原因可能导致的数据延时,保证相关数据的时效性;


02 带中继可拓展,增大检测范围,增加反应时间

前端设备可以通过中继设备进行距离拓展,中继自身也可以级联进行多级拓展,大幅增加了系统的感应距离,可以有效提升预报时间;

中继组网.webp

03 端设备支持低功耗,方便野外部署

前端感应器支持低功耗,可以采用电池供电,可以部署在无人烟的野外区域,使得检测范围更全面、数据更有效。

lora模块低功耗特性.webp


核心设备


此系统中采用的LoRa无线模块是亿佰特公司的无线串口模块E22-400T30S1B,基于SEMTECH公司的SX1268射频芯片开发,采用全新一代LoRa技术,具有多种传输方式,TTL电平输出,兼容3.3V与5V的IO口电压。点击下方图片了解更多模块详情。

全新一代LoRa扩频技术与传统SX1278方案相比,SX1268方案传输距离更远,速度更快,功耗更低,体积更小;并且支持空中唤醒、无线配置、载波监听、自动中继、通信密钥等功能,同时还支持分包长度设定。

SX1262,SX1268与SX1276,SX1278

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