一种具有精确定位功能的音频震动探头的制作方法

本发明主要涉及到应急救援等行业的探测设备领域，特指一种具有精确定位功能的音频震动探头。

背景技术：

以灾难救援为例，救援现场被困人员通常只能发出微震信号进行求救，并且在救援现场避免不了会出现余震等突发情况，如果系统能精确定位震源位置，这样能够有效的帮助救援人员及时采取正确方案对被困人员进行施救，也能最大限度的保护在场施救人员的安全，大大降低救援工作的危险性和复杂性，使救援效率得到显著提高，进而最大限度的确保灾难现场人员的生命安全。因此，亟需一种便携高效的无线微振探头，该探头能够能够易于扩展，能够稳定可靠的并行协同工作，体积小巧便于移动，可以良好的在各种复杂环境下工作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种传输速度快、反应灵敏、抗干扰能力强的具有精确定位功能的音频震动探头。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有精确定位功能的音频震动探头，包括压电式震动传感器、射频单元及数字采集单元，所述压电式震动传感器连接数字采集单元，所述数字采集单元连接射频单元，所述压电式震动传感器用来采集地面的微震信号并将其转变为电信号，该电信号经数字采集单元处理后经射频单元发送给显示终端；所述射频单元还用来定位压电式震动传感器的位置。

作为本发明的进一步改进：所述数字采集单元包括馈电电路、低噪声放大模块和adc/滤波模块，所述馈电电路用来提供电压，所述压电式震动传感器用来将地面振动转变为电信号，所述低噪声放大模块用来滤掉部分噪声后通过放大电路将电信号进行低噪声放大处理；所述adc/滤波模块用来将传输过来的模拟信号转化为数字信号，并且对数字信号进行滤波处理。

作为本发明的进一步改进：所述adc/滤波模块通过cpu的控制，对送入的信号进行判断并加入校验码，并在侦听到信道空闲的情况下将数据送到通信模块进行数据发送，在发现信道阻塞时停止发送数据并继续侦听信道，最后送入上位机进行数据处理。

作为本发明的进一步改进：所述压电式震动传感器采用压电式加速度传感器。

作为本发明的进一步改进：所述射频单元包括gps授时定位模块，所述gps授时定位模块用来精确定位无线传感器节点的位置，并且提供pps授时同步信号，实现多节点间的时机同步。

作为本发明的进一步改进：所述射频单元包括wifi模块，所述wifi模块采用wifi数据链路，用来支持ap和sta模式，并且通过wifi接入公网，进行数据交互。

作为本发明的进一步改进：包括供电模块，所述供电模块采用电池组件，为上述各模块进行供电。

作为本发明的进一步改进：所述压电式震动传感器、射频单元及数字采集单元均封装于一个壳体中。

作为本发明的进一步改进：所述壳体上设置有用来提高信号强度的天线。

作为本发明的进一步改进：所述显示终端集成在壳体上，或独立于壳体的外部设备。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的具有精确定位功能的音频震动探头，其作为微震信号处理设备是具有将位置信息和地震波采集信息时分复用的功能，并且可以通过wifi可方便接入公网，进行数据交互，支持ap和sta模式。本系统采集和传输数据量大、传输速度快、反应灵敏、抗干扰能力强。对于最大限度的挽救人民生命安全具有重要的使用价值。

附图说明

图1是本发明的拓扑结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中一个视角的结构原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中另一个视角的结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中工作流程示意图。

图例说明：

1、天线；2、供电模块；3、压电式震动传感器；4、射频单元；401、gps授时定位模块；402、wifi模块；5、数字采集单元；501、馈电电路；503、低噪声放大模块；504、adc/滤波模块；6、壳体。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的一种具有精确定位功能的音频震动探头，包括压电式震动传感器3、射频单元4及数字采集单元5，压电式震动传感器3连接数字采集单元5，数字采集单元5连接射频单元4，压电式震动传感器3用来采集地面的微震信号并将其转变为电信号，该电信号经数字采集单元5处理后经射频单元4发送给显示终端（图中未示），所述射频单元4还用来定位压电式震动传感器3（作为无线传感器节点）的位置。

在具体应用实例中，数字采集单元5包括馈电电路501、低噪声放大模块503和adc/滤波模块504。馈电电路501用来提供电压，压电式震动传感器3正常工作，将地面的微震信号转变为电信号。压电式震动传感器3采用压电式加速度传感器，压电式加速度传感器是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号。所述低噪声放大模块503用来滤掉部分噪声，然后通过放大电路将从压电式加速度传感器传过来的信号进行低噪声放大处理。adc/滤波模块504将传输过来的模拟信号转化为数字信号，并且对数字信号进行滤波处理，通过cpu的控制，对送入的信号进行判断并加入校验码，并在侦听到信道空闲的情况下将数据送到通信模块进行数据发送，在发现信道阻塞时停止发送数据并继续侦听信道，最后送入上位机进行数据处理。

在具体应用实例中，射频单元4包括gps授时定位模块401和wifi模块402，所述gps授时定位模块401用来精确定位无线传感器节点的位置，并且提供pps授时同步信号，满足多节点间的时机同步需求。所述wifi模块402采用wifi数据链路，用来支持ap和sta模式，并且通过wifi可方便接入公网，进行数据交互。

在具体应用实例中，进一步还包括供电模块2，该供电模块2可以根据实际需要采用电池组件，为上述各模块进行供电，使其在工作时可以进行便携式操作。

在具体应用实例中，压电式震动传感器3、射频单元4及数字采集单元5均封装于一个壳体6中。壳体6上设置有用来提高信号强度的天线1。

在具体应用实例中，显示终端根据实际需要来选择，可以集成在壳体6上，也可以为外部设备。

本发明通过cpu的控制，将gps的数据与信号处理模块的传出数据送入wifi模块402，本发明的微震信号处理设备是具有将位置信息和地震波采集信息时分复用的功能。

参见图4，本发明的工作原理为：本发明的音频震动探头先完成系统上电，探头进入工作状态，内部cpu数据处理模块初始化。接下来判断gps授时定位模块401是否成功连接到卫星；如果成功连接，则可以进一步精确定位无线传感器的坐标信息，同时提供pps授时同步信号，如果pps授时同步信号成功，则可触发数字采集单元5对信号进行采集与处理。其中，数字采集单元5中馈电电路501提供电压，压电式震动传感器3正常工作：将地面的微震信号转变为电信号。进而低噪声放大模块503对传过来的电信号进行降噪和放大处理。adc/滤波模块504将传输过来的模拟信号转化为数字信号，并且对数字信号进行滤波处理；如果pps授时同步信号未能成功，则需重新进行授时同步处理，接下来返回采样结果，并且等待校准命令，所属校准命令决定下一步进行“初始化”或者“送上位机处理”的操作。

为了实现人为控制音频震动探头无线传输，制定传输协议，具体实现如下：显控终端人为下达“探头进入工作模式”或“探头结束工作”指令，所述指令通过wifi模块402传输到cpu，通过cpu控制gps授时定位模块401是否开始进行定位授时。同时，adc/滤波模块504也由cpu传输过来的控制指令进行是否数据处理操作。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。