地磁全国联网测震的一个具体详尽的可实施方案

ramboard

现在有一个相对成熟的想法，可以全国联网检测地震前兆

所谓成熟，就是要求给出的想法细节化，并且对所有的可行性、成本进行分析，个人觉得还是非常值得进行。由于力求细节化，所以用语难免专业枯燥，希望谅解。

首先，我得说，检测的目标是当地磁场变化（注意并不是全球性磁场）。很多资料表明，地震前，当地的磁场会有少量方向性偏转，或者强度变化。曾经有一个这样的简化模型：将一根铁棒拉断，于是在断口和两端点便会产生相当可观的磁场，可以吸引铁皮、铁屑。当然用这个模型解释不了复杂的地层变化，但还是有利于大家认识。

倘若我们有许多磁感应探头铺满一块地区（面积大概和一个省相当），然后把反馈的磁场矢量（强度和偏转量）在地图上标出来，那就很容易确定断层的走向、位置，然后预测未来的变化。

以上所述，我估计诸位大师都有所了解，我只是把他再解释了一遍而已。

=============第一段结束=======================

下面首先考虑单个探测器如何实现。一般方法还是只能磁-》电转换的思路，感应的器件比如霍尔元件，这类原件有很多型号，而且精度性能都有很多差异，不过好在已经有人做过了，所以可以汲取他们的经验，问问哪种型号的原件适合测量地磁场。

我摘引现在已经有的一种方案，有位电子工程师，将霍尔元件，连接放大器，然后再连接到一台单片机的AD入口上，把每天测量的值，存在单片机的ROM里面，然后每天下载一次即可。这种方法，个人觉得有个问题，我认为地磁场不必每天24小时不间断测量，而是应当类似天气系统的卫星云图，每小时一次就行了。而且如果是地震引起变化，一般阵前连续好几天都会有异常的地磁现象出现，这样的话，每天连续测量一个小时应当也就足够了。

但实际上，现存方案的严重问题在于单片机价格昂贵，体积很大，更适合专业人员使用（这是从价格角度来说的）。而如果讨论其功能角度来讲，单片机自己的AD号称16位（65536分辨率），但是当把霍尔元件链接过去的时候，由于测量的是“振幅”，那么他就很容易受到各种干扰：具体而言，举个例子，调幅收音机在远处收听和在近处收听，一般由于信号强度不同，出来的音量也不同。如果不加标准比较信号，那这就根本没法听了。现在几乎全是调频收音机，为什么都兴这个呢？因为调频，是指声音变化时，信号的频率发生变化，而一般干扰只会影响振幅，不会影响频率，所以和调幅收音比较，几乎一点杂音都没有。

地磁场是相当弱的，测量电路很难做到高精度而受到各种干扰，电路自己很容易引起振幅变化（主要是放大器不稳、电阻温度变化不稳，接线忽长忽短），这样引入的误差会很严重。总之，霍尔元件输出的电压信号，在经过测量仪器汇总以前，不应当采用AD测量“振幅”的形式。

=============第二段结束======================

总结一下，我们都是爱好者，不希望花700多块钱购置单片机和连接线等等，希望十几块、几十块就有可靠的东西用。有这样一条因素限制，那基本上单片机就不能使用了。为了便于联网，又必须有电脑参与其中，那么很明显，电脑软件参与越多，我们就越划算，成本就越低。

在我们正式提出方案之前，先讨论下测量地磁所必须经历的物理步骤：霍尔元件输出》转变成某种信号》翻译（采集）这个信号》数据电脑联网上传。霍尔元件输出必然是模拟信号的，有没有办法让电脑直接认这个信号呢？我们翻一翻电脑的各路输入输出线，发现仅有声卡的耳机和话筒是模拟信号，其他的统统都是数字信号。那么这个话筒输入，便是作为霍尔——电脑直连唯一的纽带来。

大家都知道话筒输入有个AD转换器，它的精度，实际上要比单片机好得多，而且呢几乎随便找块声卡他都是24位（16位的256倍）分辨率，就算我们用不到那么高的分辨率，它本身也要比单片机好得多，再说了声卡人人都有。你们谁的电脑没有声卡啊？

一个直接的灵感便出现了：霍尔元件通过放大器，直接插到话筒输入里面。这个方案行不行呢？其实思路没有问题，但计算机声卡有自己的问题。大家都知道，人耳不能听到20至20K赫兹声音以外的声音，任何电信号，出了这个区间，就不会被声卡是采集到。你可能问他是如何实现的，其实他就是串联了一个电容滤波器，屏蔽所有低频信号而已。大地地磁变化的频率，非常非常低，有时候一整天才能变一个周期，通过霍尔“录下来”的这个信号，是不可能被声卡采集的。

于是我们便希望，在转换信号的时候，把原本只有几毫赫兹的低频（甚至可能只有一个稳定直流信号）翻译成一个较高的，能被声卡录下来的信号。比如，如果霍尔元件输出电压1伏直流，我希望声卡录下来1000赫兹声音；如果输出2伏直流，我希望声音是2000赫兹，正好在录音范围之内。

不同电压输入，对应不同频率输出，这就是典型的“调频”。我在网上搜集了很多电路，用“调频电路”做关键字搜索，出来的竟然都是FM发射器，我们自然用不到这样高级的东西。输入不同电压，输出不同频率的振荡器，才是我们要找的，因为它结构简单，而且出奇的便宜。举例而言，最典型的双电阻双电容振荡器，成本估计不超过两块钱，虽然它输出振幅不可靠，但是对应频率响应还是可以的（毕竟我们关注的是信号频率而不是振幅）。再者，周围环境几乎不会对一个信号的频率造成任何干扰，那么这个信号在从电路板传到我们的声卡的时候，就几乎不会受到任何变化。

用细节描述，就是霍尔的电压输出端输出一个直流稳定信号（反应磁场强弱），被放大器放大（放大后依然是个稳定直流信号）；这个信号可以加在RC振荡器其中一个电阻上，或者同时加在两个电阻上，便会导致振荡器频率发生变化**（下一小自然段详细解释）**。就是不同的霍尔元件输出电压，对应不同的振荡器输出频率。我们希望这个频率能够较为剧烈的变化（调节放大器参数即可），最好是能从250赫兹变到4K赫兹（这一段正好是声卡最佳录音频段）。

解释下：有童鞋认为，对于RC振荡电路，电阻不变，他的输出频率就不变。但实际上，如果在电阻上并联一个电压源，就会导致这个网格的等效电阻变化，而且变化依然是线性的，请回忆电路理论1的内容，里面有阐述；电路理论2则详解了计算方法。当然，虽然我能确定给振荡器电阻加上电压源以后，出来的仍然是线性变化的等效电阻，但已经忘记了如何计算这个网格，希望在校的大学生能够好好回忆一下。

随后，由于遵循“电脑参与成分越多越好”的原则，我们希望这个小电路供电能直接由电脑完成。电脑的输出电源似乎只有USB插孔的5伏特，但找到能够支援（是指虽然额定不是5伏，但是5伏下依然工作）5伏输入电压的运放芯片，应该不是难事。别忘了整个电路功率，顶多在1瓦左右（霍尔元件的功率可能厉害些，因为他有个较大的电流输入），USB电源完全可以照应，而且USB电源可是非常稳定的（不是UPS，别搞混了）。

总之呢，测量装置就有了，供电是USB线缆（插上以后，连驱动也不用装）；输出信号是一条电脑音频线；主题采用了2个霍尔元件、4个电容、多条电阻，一块放大器芯片，如果你计算它的成本，（高精度霍尔元件4.5元一个，放大芯片1元一个，其他的比如电容电阻非常便宜）大概为10元到20元之间，而他本身就有一点点预报地震的作用，我估计应该算是个合理的价格。

============第三段结束======================

这里插一脚，解释我们为何采用了两根霍尔元件。我先前说过，这两根霍尔元件，是要“正交放置”的，通俗讲就是按平面相互垂直的，各自测量一个方向的磁场强度，相当于组成了X、Y坐标平面。

两个霍尔元件，命名为X、Y。如果测量得到X元件输出为0.1，Y输出是0.1732，而假如此时你将Y轴对准了地理北极，那便可计算出，本地磁场强度为0.200左右，方向为北偏东30度。使用两个霍尔元件自然是要比只有一个要好的。毕竟如果只有一个投影轴，那如果强度变化的同时方向改变，还是有可能令在这个轴上的投影不变，那你就没能够成功测量到本地磁场变化。

这里单片机那位兄弟又要郁闷了，我记得51式单片机好像只有一个AD入口，那么显然一台单片机只能测量一个霍尔元件；况且就算我记错了，如果51单片机有两个AD，那你编程分配资源来交替采样、采样完了再进行矢量运算，对于一个只有几兆赫兹的精简指令集CPU，估计能把你郁闷死。

我的方案会不会到遇到类似瓶颈呢？不会的，大家放心。首先，基本上所有人都知道，声卡的输入和输出全是立体声的，两个通道相互独立；其次，如果用计算机采集然后矢量运算，X86系列的复杂指令集，你害怕搞不定几个浮点运算？就算哪天真的遇到类似问题，甚至都可以通过GPU编程来完成浮点运算，现在已经有人这么做了，当然计算地磁角根本不必要，我只是夸张地告诉大家：计算机是个什么水平的东西？intel的CPU年年都在增加指令集、windows操作系统自己就能替你完成大量数据采集工作、计算机语言种类繁多，就算你用C++搞不定的东西，basic、delphi、有的是东西够你选择……而单片机呢？连个操作系统都没有，每个程序都是“单跑的”。如果大家想深入了解，可以看看《操作系统原理》这本书，英文版的，有详解。

所以我刚才也说了，计算机既然参与进来，那他分担的任务越多，我们就越合算了，因为软件基本上算是“免费的”，电路则越简单越好。


============第四段结束======================

下面详解计算机部分的数据采集和处理：

首先是声卡问题，有些网友竟然说用计算机实时监控效果不好，只能把它用录音软件录下来……那我就得说，这哥们也太瞧不起计算机科学了。

他说的这句话，并不是空穴来风。windows操作系统本身并不是实时操作系统，比如由其系统本身所发送的时钟中断信号（在windows编程领域成为定时器消息拦截系统），本身精度差，而且任务一旦繁重，便会自己丢失，于是他便下了个过广的定义，说计算机（windows下）的实时监控效果不好。

这个问题自然是存在的，所以曾经有一段时间，“多媒体”电脑风靡世界，是因为这种电脑解决了媒体（视频音频）精确播放的问题，流畅度、同步等等。但其实来讲，不过就在CPU加了几个指令集或者模块，增加点硬件而已，在听歌的时候不会卡就行了。我也不愿意讲得太宽，还是从细节讲：

windows系统有个软件定时器，分辨率是10ms（指NT系列的XP和win7等等），精度很差，你在放视频的时候，他自己有个多媒体定时器，精度还算可以（可以精确计算44.1千赫的采样信号），而且主要是因为有了硬件缓冲区（比如声卡缓冲区），才是真正听歌的时候不卡的原因。我虽然嘴上说，“因为我们采用声卡录音，所以它实时效果会好”但实际上这背后也是很复杂的一系列问题，我不愿意详细解释，只告诉大家，用声卡来录入信号，这整个系统的实时性和精度，不会比单片机差。

============第五段结束======================

上面只是简单论证采用家用windows操作系统、家用计算机实时监控的可能性，随后我细节地提出一个可行的方案：

采用windows API程序设计（不需要MFC），开发环境VC++6或高版本。

在程序体中，申请一段内存作为缓冲区，然后通过调用windows API链接到声卡，在每个测量周期内，录下1秒钟的信号（我再强调下，这个不是声音，这个信号是来自我们那个霍尔—震荡模块的正弦波信号），这一整秒钟的波形则被存储在这个临时内存中（整个过程也就几行代码，全部windows操作系统代劳）。占多大内存呢？按照现在任何垃圾声卡都能保证的精度，就是16位，立体声，44.1千赫，出来也就只有150K字节左右，这对一个程序来说，真是小的不能再小了，你开一个QQ他自己都要占50兆甚至100兆最少，而且很多人一下挂好几个QQ。总之这个软件不会造成任何内存负担。

随后，我们有了这一秒钟的波形，可以做快速傅里叶变换、或者直接傅里叶变换（快速版的精度略差，但速度快；直接傅里叶变换速度慢，但是精度高）。做一下这个变换，要消耗多大的CPU资源呢？一秒钟的信号，如果花一秒钟去做（实时同步），那可能连2%的CPU占用率都不到，你可以自己用“windows media player”放一首歌，打开氛围（任何一种氛围效果，都要做快速傅里叶变换的），看看你CPU占了多少，其中一部分还是用于MP3解码的。总之这个“翻译信号”的过程，对家用CPU几乎没有任何负担。不过如果你用单片机的话，他的芯片拼了老命也到不了这个速度，因为他是精简指令集的，而且主频又很低。

我们用傅里叶变换，得到了双通道信号的频谱，（一个对应X霍尔元件，另一个对应Y霍尔元件）。频谱的基频（这里指振幅最大的那个谐波分量），其高低，对应的就是霍尔元件测得磁场的大小，而且他的变化是线性的（因为整个电路、再到软件从头到尾都是线性函数和元件），对了别忘了这个频谱所谓线性，是指加了Ln（log）函数以后的线性。

总之，我们最低目标就是获得这个基频，它对应的是强度；两个霍尔元件对应两个基频数据，再通过矢量计算（其实就是三角函数），就可以得到测量的磁场方向和大小。这也是为什么要在计算机上算，你要用单片机，他有没有正弦函数还是问题呢。

基频肯定得到了应用，但一块频谱本身，其包含的信息还是很多的，他的谐波成分，有一部分当然是电路的问题，但或许还能够发掘出包含的其他信息。举例而言，目前音乐工业所做的音频处理，几乎全都转换成频谱，并不是因为这样处理直观，而是因为这样能发掘很多新的特性。就地质学来讲，这样转换出的频谱，必然和他原本的面目有了千差万别，但是如果我们在几次邻近的观测中发现很多有意思的东西，那也是非常值得的。我不是地质学家，但我仍然能够感觉到，在频域处理地磁场的信号，应该能得到一些意想之外的启示。

这一段简述了软件部分如何测定、计算出磁场强度和偏转方向。前面说要录下1秒钟的信号放入缓冲区，为什么要1秒钟呢？确定信号的频率，不是一个周期就够了吗？我必须告诉你，一定要时间略微长一点，这是因为声卡测量波形频率基于“采样率”，声卡采样率越高，则精度越大。常见的声卡采样率为44.1千赫（虽然大部分都支持到96千赫，但不常用也不稳定），想见我刚才说道把振荡频率调节为1000赫兹左右，那么这个周期只有44个采样点，1/44这个值大概为2%，也就是说信号需要变化2%才能被侦测到，这对于地磁场，有时候是很奢侈的。如果连续录一秒钟，然后数这里面一共多少个周期，那么分辨率就到了1/44100，这样哪怕信号改变万分之一亦可以很有效的响应，这样的测量分辨率大约为44100，你或许说，这个数值比16位（65536）的值小，但读了整篇文章，我想两种方法孰优孰劣，已经很明显了。

强调下，总有人依赖什么录音软件，好像爱好者就没办法开发个程序一样。我更没说让人耳去监听，他明显没读懂我以前文章的意思，一切交由软件处理就行，而且大家也很容易分析出这个软件的内存占用、CPU占用几乎可以忽略不计。

至于有人可能问，多长时间测量一次数值，我估计下，其实10秒钟测一次完全就够了，测量好的数值存入数据库，每天连续测量一个小时，在这一个小时里，每10秒钟进行一次测量操作（CPU负担比挂QQ还要小得多），我想这样的要求，对于爱好者来讲，是再合理不过了。


============第六段结束======================

最后一个问题，是联网的问题，有人便说需要租借服务器，需要上百兆的流量云云，这是因为有人提出竟然采用摄像头来观测，视频流量当然会很大。我简单计算下我这个方法，每个测量单元在饱和测量的时候会占用多大网络开销：

最多十秒钟测一次，每一次测量包含矢量的旋转角和模（就是长度），旋转角精度16位足够（0到65535），长度16位足够，这部分是四个字节；还要嵌入时间信息，年月日4个字节，几点几分几秒4个字节足够；而且还要一个经纬度信息，总共四个字节（经纬度精确到分就可以了）；这一共就是十六个字节每个测量数据包。

随后这个包还要包裹上源地址目的地址端口号等等满足UDP协议之类，的确如果测一次马上就发出去，这个UDP数据包总量还是很大的。如果变成每小时向服务器汇报一次所有数据，那大概就是：5760个字节最多，这么点数据都直接可以放在同一个数据包内，瞬间秒发。大部分人用ADSL上传512K比特每秒，一般不超过0.1秒即可发送完毕，也就是说你花一个小时测量，上报数据却不用1秒钟，这对于爱好者，应该是没任何问题的。

但是服务器会承受多大的压力呢？我们看看：假设我们全国有一万人参与那每个小时服务器的流量，平均起来是60兆字节左右，每分钟1兆，每秒钟就只要16千字节每秒，这哪里是服务器，简直比我电驴下东西还慢。这还是1万人24小时开机不间断测量的结果，考虑每人每天也就是1小时，而且时间段相当分散，我们服务器的负担真是太轻了，不需要光纤，512K的破ADSL完全可以搞定——1台家用电脑能够覆盖全国的测量，而且你还能同时用来玩游戏，服务器投入都成爱好者级别的了。

其实无非就是申请个免费域名，然后随便找个软件开个服，或者自己编个程序，监听端口，把收到的数据包按照特定格式处理，或者存档，或者处理成地图图形即可。

我在最开始提到设想是能在一幅地图上绘制出各地的磁矢量，这样明眼人一看就能看出来哪里异常了，这种程序编起来更简单，我不是说了吗，数据包包含了当地的经纬度信息，解算出来后，转换成地图上的坐标，然后根据偏转角和强度，绘制一个小箭头就可以了。毕竟一万多个数据，可能绘制起来有点麻烦，或者慢。放心，实在不行就用openGL编程，这些都是很简单很容易实现的，而且绘图超级快。

以上，我们连联网监控方案都解决了

============总结======================

我想任何怀疑论者，看完这篇文章总得心服口服了吧？网友们可不是空想家，网友能够提出可靠、详尽、容易实施的方案。我敢说无论你哪个行业，在我这篇文章里，总能找到和你对口的知识吧？你们如果觉得，我说的任何一句有问题，可以提出你的看法。

下面，唯一的问题就是实施。我需要1个windows C++的程序员，1个OPENGL爱好者，一个在北京上学的电子类专业学生（有固定工作的工程师也可以），还需要一个喜欢自己架设网站的人（多小的网站都没关系），总共四个人，条件是他们都对地震预测感兴趣，并且愿意无偿付出一周每天一到两个小时，开发一个样机（成本不会超过20元）。支持不是说在嘴上的，如果坛主感兴趣，觉得会有帮助，那就应该置顶帖子，并且帮忙拉人手，每个人都应当付出一些，才能要求回报。这篇帖子当然是用于讨论，如果各路大仙一致认为这种方法有很好的应用前景，更应该有人勇敢地站出来担当重任，我已经受够了纸上谈兵了。

最后，我还是要大声呼吁，到处有人扯着嗓门喊要什么地震报警器，或者测振仪，还有人说700元都不算贵。我这里有个成本不超过20块的，功能还要多很多，也对预测有很多实质性贡献，希望大家都能有点实质的帮助，或者你可以质疑我的方案，想办法提出更好的；或者如果你同意，你就勇敢点负担一部分研发工作。没人想拿这个东西赚钱，本来爱好者就不多，但是如果你觉得好，总想让别人来帮助开发，自己总想坐收渔利，那这东西100年也出不来。

不要在帖子结尾说什么“支持”等等无关痛痒的话，我想要点实质的帮助！别忘了，成本只需要十几块一个！

管理员

感谢ramboard！
域名、空间都可由本论坛提供。
本论坛的会员中人才济济，找这样四个人应该不是问题。
希望网友们自愿报名参与这项开发！

feng1545

这个想法是相当的好！
微机本身就是一个强干扰源，怎样屏蔽？

ramboard

这个想法是相当的好！
微机本身就是一个强干扰源，怎样屏蔽？
feng1545 发表于 2010-4-25 22:55

    这个请你放心，正如我说的，霍尔信号的变化，被调制成了频率的变化，这样，就算带入其他大量的谐波分量（计算机的干扰往往是高次谐波的），因为这些干扰谐波都远远大于1Khz，所以和我们正常的信号，可以很容易分离。以为录入电脑是傅里叶变成频谱的，很容易排除这个干扰。

如果其他方面影响了我们信号的振幅，则完全不必担心，因为我们要的是频率，而不是振幅，所以就算被干扰的波形畸变了都不怕，因为他的基频还是我们要的东西，这也是为什么做傅里叶变换。如果输入波形谐波太厉害，则有可能出现小尖峰来回穿越0点多次，导致我们“数周期”的时候多数，做了傅里叶变换就不怕了，直接由频谱读出基频大小，所以放心，从霍尔传输到计算机声卡这条路线，我是反复研究的，这也正是最容易出现问题的地方。

一句话，就靠“频率调制”（舍弃容易引入误差的振幅调制），再考傅里叶变换，直接辨别出干扰的高次谐波即可。

ramboard

对了，任何在北京念书的电子类学生，如果愿意，留个QQ或者邮箱，本人愿意亲自登门造访。如果其他城市感兴趣也可以，不过只是不太方便而已。


现在计划， 第一步做出那个霍尔感应器件，然后用示波器观察，当我们旋转那个器件的时候是不是两个波形都在变化频率，那就成功了。只要这一部成功，剩下的全都是水到渠成，没有任何悬念。

feng1545

霍尔、运放、单片机、AD、示波器（数字万用表就可以了）……都有。
这个装置应该是给搞专业研究的测震人员联网用的，是好事。
如果没有微机怎办？谁来预警呢？
还是建议前端能自己做粗处理预警，微机开的时候数据上传给服务器做进一步处理。平时不开的时候自己照样工作。
我建议加个单片机，价格就几块钱。可以监测变换的频率（三个定时器，监测两个不成问题），设定报警值。
可以用串口把数据直接上报PC，也可以用声卡采集。单片机的频率检测不影响声卡的采集，都是取频率。

ramboard

回复 6# feng1545

这位仁兄留下QQ吧。几块钱的单片机当然是好消息，希望能从你那里听到更多好消息。

财色兼收

支持一下

星星哥哥

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支持

zjchenwn

支持

oceanwave

非常棒的一个方案，一步一步的进行分析，预祝成功！

hfatw

不要在帖子结尾说什么“支持”等等无关痛痒的话，我想要点实质的帮助！别忘了，成本只需要十几块一个！
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至少得说点什么把帖子顶上去吧，要不沉下去没人看了

测震人

对于震前地磁变化的问题，难点不在信号的处理，而在于信号的采集。用霍尔感应器件是否能够采集到微弱的地磁变化，要实验后才知道。总之我是没将其做成功。要用调频的方法处理，就要牵涉到频偏问题。必然要用到稳频电路及锁相环电路。而这个电路却是一个设计难点。
我认为用空心线圈测磁，外加数字虑波器虑波进行信号提取。很可能要好于霍尔。只是体积较大。不过霍尔和线圈相比优势就是体积小而已。

feng1545

地磁场强度很弱, 这是地磁场的另一特性, 在最强的两极其强度不到10-4(T), 平均强度约为0.6x10-4(T), 而它随地点或时间的变化就更小, 因此常用(γ), 即10 -9(T)做为磁场强度单位。
产品描述：
磁传感器SEN-L是美国PNI公司在专利技术基础开发的第一款磁传感器，并在磁场感应领域取得了突破性和高成本效益的业绩。这类传感器在可测量范围内可以百分之百改变感应系数。  
产品主要参数：
低功耗：小于500 uA@3VDC
体积小：14×4mm
宽量程：±550 uT(±5.5高斯)
高灵敏度：O.0055uT(0,000055 高斯)
外部零件：每1096ASIC传感器配两个电阻器
两头引线结构
这个能满足地磁测量的需要吗？精度够么？

2326668

我不懂什么电路，如果说楼主能提供技术支持 我可以考虑上单片机 毕竟花几百可以买来安全，虽然我说我是什么富人，但是和安全生命相关的事情 我想很多人也不会在呼这几百的

测震人

能为众生作想，而且很执着。可见楼主是个好心之人。佩服。
要说清霍尔测地磁的问题，需要了解的问题实在太多。换句话说：并不是我们认为的底成本。
我也没必要不多说什么。伟人说过：实践是检验真理的唯一标准。
希望楼主近快实验成功，早日造福人类。

地震监测者

FM调制是在信号源良好的情况下实现的，虽然传输过程中有很大干扰，但是解调出来的仍然是很好的信号。但是现在由霍尔出来的信号幅度非常小，我们首先应当做的是放大信号，而不是直接拿去调制。就好像拿示波器直接接信号发生器，信号微弱的时候看到波形很多毛刺，而较强的时候却是很光滑。所以个人感觉这个不是好方法。另外声卡采样率是高，但是却不是对频率而言的，这个我也不清楚，要查查资料才行

用声卡做示波器早几年就要现成的

feng1545

我的QQ是51419426。。业余时间做单片机开发。
希望有专业的人士指导我做智能地震报警器。

feng1545

宽量程：±550 uT(±5.5高斯)
高灵敏度：O.0055uT(0,000055 高斯)
外部零件：每1096ASIC传感器配两个电阻器
这个元件在深圳我已经找到，价格约为60元，是数字接口的。我们需要的就是用单片机读出来并且显示处理。
本人匮乏的是地磁方面的知识，地磁值变化多少为临震？多少为正常？多少报警？
希望专业的人士指导一下，我去实施。
（外壳模具我可以自己设计，就这个成本高些。没有外壳只是裸板价格就很低了。
我想本论坛应该成立一个基金会，有财力的网友可以出钱，有技术的负责开发，公开财务审计。有能力的负责推广认证…………哈哈）

chengyx

俺不算有钱，但支持一些还是应该的。
财务审计---那道没必要啦，我信任各位都是无私的
加qq。

chengyx

工欲善其事，必先利其器----不能只节约成本。
论坛里想做事的各位应该会考虑的吧。
或者，布点时经济型的点，和成本高的点相互配比。

ramboard

宽量程：±550 uT(±5.5高斯)
高灵敏度：O.0055uT(0,000055 高斯)
外部零件：每1096ASIC传感器配两个电阻 ...
feng1545 发表于 2010-4-29 08:18

    把你QQ给我啊，不过一个传感器就60，还得2个正交才行，单片机不一定，说不定可以转成USB串口的，研究下电路即可。
把你QQ给我啊

支持楼主，如果有现成的部件，我倒是愿意安装一下，不过现在好多楼房，又好多电器，干扰问题不知道有多大

ramboard

支持楼主，如果有现成的部件，我倒是愿意安装一下，不过现在好多楼房，又好多电器，干扰问题不知道有多大
Guest from 210.72.12.x 发表于 2010-4-30 09:58

您留下QQ可以吗？
另外，干扰不必担心，我这有个高精度磁针，从来没见到它被干扰过，当然换成电路的话就要看看再说。留下QQ，元器件现成的这个要求应该问题不大……只不过您有组装用的工具吧？
   
本文来自: 地震论坛www.dizhenluntan.com 详细文章参考：http://www.dizhenluntan.com/view ... &extra=page%3D1

支持楼主，如果有现成的部件，我倒是愿意安装一下，不过现在好多楼房，又好多电器，干扰问题不知道有多大
Guest from 210.72.12.x 发表于 2010-4-30 09:58

qq1047193891

wukong

顶上去，加Q探讨71800669

龙飞凤

支持 ，严重支持

希望可以建立地震群测群防网络

1. 在全国建立群测群防点 ，每个热心地震预测的人都可以申请为群测群防小组成员。小组成员发布的必须是真实有效的数据，严禁数据作假。
2. 高手是数据分析师 ，每天有个全国各地数据异常汇总表，让高手统一分析。

  提出这些是希望，大家发布真实有效的信息，节约高手分析的时间，让异常最快速度曝光。

liyunao

支持楼上,支持楼主!!1

lhkcc58

这个系统即便完成，也不可能指望其能在短期间内对地震作出直接贡献。它的意义在于它能为地质活动的本质和机理的研究提供一个有效的工具。在这些研究完成以后还需要很多的工作才可以实现自动报警的目的。

feng1545

我的那些霍尔全市开关型的。。而且要10MT才动作。

地震监测者

能不能找到磁通门探头，这个理论精度可以达到0.01NT，但是需要放置在背景噪声在0.1NT的地区。

falzon

支持楼主的想法。
不过
1、我也觉得最好能够独立记录，有块单片机最好了。数据库很重要，对日后分析有很大作用。AD口不够可以加AD芯片。
2、我觉得估算位置可能不需要多少运算量，但是如果数据一多，要排除杂讯，准确测量；或者多点出现异常时，就不是个简单的三角函数计算了。
3、因为是用霍尔元件进行单维度测量，如果不考虑AD口通道数，是不是可以考虑增加一个维度，东西、南北、内外（上下）。毕竟磁场是一个空间矢量，不仅需要平面上的方向。如果活跃地点离测量地点较近，还不清楚磁场会是怎样。空间三维+时间的四维记录感觉相对全面些。

我是物电学院的，学的既是物理又是电子。
QQ：1142341467，加好友说明来意~

xf168

我这里有个比较老的资料，是过去群测群防的。贴一页上来，供大家参考，或许也是个思路。

xf168

文中利用电磁感应的原理来测量，不过镜面检流计估计没人有，价格也不低。我的思路是直接检测电流就行，只要这种感应产生的电流能达到纳安级的，那用一只10多元的3位半数字万用表，加两只电阻就可以读数了。在这个基础上来开发用单片机自动记录。

ramboard

回复 37# xf168


    看到了，这位朋友能不能留个Q，我想买您这本书，我愿意出邮费

zjchenwn

支持 ，严重支持

希望可以建立地震群测群防网络

1. 在全国建立群测群防点 ，每个热心地震预测的人都 ...
龙飞凤 发表于 2010-5-8 11:31

支持

xf168

回复  xf168


    看到了，这位朋友能不能留个Q，我想买您这本书，我愿意出邮费
ramboard 发表于 2010-5-12 13:46

买就不用了，我直接发给你。QQ4876220

漫步人生

关注，不知进展如何？

ramboard

回复 42# 漫步人生


    目前已经开始搭建电路了，元件也找到了，参数还算理想。成本也还算不高。实验后决定是否精确。

我也申请为群测群防小组成员
希望能尽一份力。
QQ：45565697

支持，

用磁敏管与电脑结合，并自动计录，可上传会诊所。

现俺想用手机做个测震器，可记录和上传。早上想了－下，完全可实现。

pupil123

群防群测支持tianyacaoyi@hotmail.com

fm007

给你一个建议！
你所需要的是压-频转换电路，但是这样我感觉做的太复杂了，本来信号就很微弱，在转换一次，由于转换精度的问题，可能会影响到整个系统的精确度！
给你提供两个建议：
1.买一个USB声卡，拆除去直流电容，直接将霍尔的信号调理后输入到线路输入中！或者直接去掉主板上的隔直电容（这样就有点那个了。。）
2.现在单片机价格不是问题，很便宜的，可以采用 霍尔-调理-单片机ADC-串口或者USB口，这个成本也不高！

如果这个东东理论上真的有用，我可以去尝试做！

ramboard

回复 49# fm007


    你的第一条，这个真的不行！地磁改变的时候，一个周期往往好几分钟，这是怎么也采集不下来的。
单片机不是太贵，就是功能太少，如果真要考虑数字芯片，还不如DSP性价比高……
主要都是成本闹的，如果没有成本限制，怎么会有这样怪异的方法呢？

fm007

那您可以试一下压频转换芯片！

第一条可以用声卡采，然后用软件取平均或者筛选的方式来减少数据量！
其实现在的单片机价格不贵，功能也有特别强的！

fm007

您现在确定霍尔芯片没有？

fm007

如果确定了霍尔芯片，调理电路设计，那么后面的事做起来就会容易很多！

pupil123

对于地磁,我建议有个360度的固定位置的指南针就可以了.

newgood

我自愿成为监测点。。。进展如何？
这个挺有意思的，我做了一个。
http://sea3000.net/yangfawu/20100517192301.php

建议xf168将那本书扫描成电子书

大家好，强烈支持，谁做好了，买我一台，QQ188877037

haiyuanliu

我是专业的电子工程师,就职于国内某大型自动化公司,从不加班,有一些空闲时间,什么单片机,运放,AD....都懂,有需要可以找我~QQ ：：50422  5192，加者请注明“地震论坛网友”否则验证不通过，大家可以提方案，我从专业角度给大家评估~如果需要单片机编程，电路调试，我也可以帮助~以上各条仅限研究之用，如有人想产品化则要收费！

那本书在本贴看了一下，用指南针的变动的磁感应进行监测，但是:首先会影响指南针偏转，原因是指南针在做功:再是感应式必须有一定的最低频率，当指南针偏离不动时就无感应电流和电压。为此将会影响观测。

我想到一个很简单的见磁场变化信号量化的方法：就是利用光电鼠标。

传感器可以利用測震人老师的磁传感器，在磁铁下方粘一小块圆形硬纸（白色、灰色都可，有细小的栅格更好，保证光标能移动；直径在5-10CM，根据情况测定，直径越大，灵敏度越高，），在硬纸下方，倒放一只光电鼠标（鼠标的发光源向上对着在纸板的靠近边缘5mm的地方，不能在圆形的中央），两者距离2mm，不接触，鼠标接入计算机。

这样，地磁变化引起磁铁带动纸板位移，相当于鼠标移动，利用计算机写段程序捕捉其位移方位和幅度是非常容易的。

再配合计算机网上时钟校准，以及google地球软件进行观测点的定位，可以获得定量、定时、定点的数据，进行统一分析。

以上想法，敬请参考。

wenyue

刚才发的，怎么变成游客。晕。

我想到一个很简单的见磁场变化信号量化的方法：就是利用光电鼠标。

传感器可以利用測震人老师的磁传感器，在磁铁下方粘一小块圆形硬纸（白色、灰色都可，有细小的栅格更好，保证光标能移动；直径在5-10CM，根据情况测定，直径越大，灵敏度越高，），在硬纸下方，倒放一只光电鼠标（鼠标的发光源向上对着在纸板的靠近边缘5mm的地方，不能在圆形的中央），两者距离2mm，不接触，鼠标接入计算机。

这样，地磁变化引起磁铁带动纸板位移，相当于鼠标移动，利用计算机写段程序捕捉其位移方位和幅度是非常容易的。

再配合计算机网上时钟校准，以及google地球软件进行观测点的定位，可以获得定量、定时、定点的数据，进行统一分析。

以上想法，敬请参考。

wenyue

补充资料：计算机时钟校准方法：
http://blog.tianya.cn/blogger/po ... amp;PostID=11944149

wenyue

这种方法有个缺陷，就是要台计算机专门干这事，不能干其他的了。

不过，这种传感器量化方法算是给大伙扔了另一块“砖头”，提供一种思路。欢迎“砸砖”！

tanlilin

这种方法有个缺陷，就是要台计算机专门干这事，不能干其他的了。

不过，这种传感器量化方法算是给大伙扔 ...
wenyue 发表于 2010-5-26 00:45

想法非常好，比较适合专业地震部门去试，主要是必须用一台计算机专门作监测，这台计算机还要像服务器一样24小时开机，业余爱好者很难做到。

回复 61# wenyue


    好主意！
缺陷是只能记录一个平面的位移，垂直面的位移就不能记录了。

大家好，看到大家对于地震的关注的问题，我们一直在做，在10年前我们就成立了全国电磁波MDCB发临震预报小组，感兴趣的话，大家可以登陆我们的网站 www.mdcb.net大家可以一起讨论，有兴趣的话可以联络我yingtai2002@eyou.com,我们定于2010.6在河南修武地震办举办培训班

感兴趣的朋友可以加我的QQ965397136

wenyue

想法非常好，比较适合专业地震部门去试，主要是必须用一台计算机专门作监测，这台计算机还要像服务器 ...
tanlilin 发表于 2010-5-26 06:25

回 tanlilin  版：其实这个设计应该非常容易实现。
计算机的成本其实不高，干这个检测，一台二手电脑主机足够，P4 2G 512M 40G硬盘的配置，不会超过400元。家里有ADSL、宽带包月之类的，internet 24小时连接也容易做到。我曾经做过连续3周不关机做高清电影的BT下载，一般PC完全没有问题。开销比较大的是电费，电脑主机的功率在80-100W之间，每天需要2度电，每月多60度电。

唯一不容易做到的，是要能持之以恒的观测下去。

wenyue

回复  wenyue


    好主意！
缺陷是只能记录一个平面的位移，垂直面的位移就不能记录了。
Guest from 117.13.55.x 发表于 2010-5-26 10:13

在指针四周装上环形纸带，鼠标垂直安装就可以测试上下波动。

wenyue

其实，也可以利用这个思路，记录磁偏转报警器触发的时间和频率。将触发的短路信号与鼠标左键或者键盘的某个键的两个点用导线链接，每次触发，相当于按次鼠标或者键盘，再与计算机标准时钟对应，以此生成直观的数据（例如，横坐标为时间，按照10分钟到30分钟间隔划分，纵坐标为该时间段内的触发次数），这样查找规律应该更加容易。

wenyue

如果需要联网观测，测试器材标准的统一也非常关键，建议统一制作。

财色兼收

虽然我不是很懂，但是我非常想参与。可以吗?

进来看看

自愿成为监测点
22100591

如果咱们坛的高手用电子指南针做一个模块，可以监测磁场转变，并且做好分布式架构，用网络接口连接这个模块，分布到每家每户，把磁场异动的数据可汇总、可分布式进行实时统计，局部的滤波测算，不失为一种很好的科研范畴。

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_con ... o=1&bbs_id=9999
这个电子论坛有很多高手可以实现

可以做一个模块，USB接口的，连到电脑上，电脑联网。当有大面积磁场异常的时候，可以通过电脑弹出告警。

newgood

回复 75# Guest from 218.18.115.x


    当有大面积磁场异常的时候，可以通过电脑弹出告警
好主意！！！！！

我是做网站的，我可以提供服务器
QQ:53451500 小呆呆