地震前兆观测网仪器适配器及地震前兆观测网系统技术方案

本发明专利技术涉及地震观测技术领域，公开了一种地震前兆观测网仪器适配器及使用该适配器的地震前兆观测网系统，该适配器包括：嵌入式控制板及外围接口电路；嵌入式控制板以微处理器作为核心，通过外围接口电路连接各种异构地震前兆观测网仪器。外围接口电路为LAN网络接口电路，WLAN网络接口电路，串行接口电路和USB接口电路中的任一种或几种的组合。本发明专利技术以多种通信协议连接各种不同通信接口、不同传输方式、不同数据文件等异构观测仪器，并发实现对接入观测仪器的数据采集、自动存储、即时响应、即时反馈、自动处理、自动传输等多种功能，具有一体性、高性能、动态接入、动态管理等特点，获取的观测数据可以本地存储并能通过网络上传。

Seismological precursor observation network instrument adapter and seismic precursor observation network system

【技术实现步骤摘要】
地震前兆观测网仪器适配器及地震前兆观测网系统
本专利技术涉及地震观测
，尤其涉及一种连接地震前兆观测网仪器的适配器及使用该适配器的地震前兆观测网系统。
技术介绍
现有的地震前兆观测网采用分布式业务管理，系统平台运行在各个分级节点的商用服务器上，节点之间数据交换应用数据库技术，对观测仪器进行分区、分类的数据采集、数据存储、数据管理和系统监控。随着观测仪器技术的不断发展，新型观测仪器的连续引入，该系统也逐步显现出一些方面的不足：（1）仪器接入兼容性不够。由于仅对现有的观测仪器进行分区、分类的数据采集、管理和监控，各种异地、异构的新型观测仪器不能及时、动态的接入到系统平台上，需要对系统平台的各个版本进行统一的系统升级和改造，改进的系统其运行的安全性和稳定性不能得到有效保障。（2）功能扩展性不强。采用分布式业务管理的系统平台，只针对特定用户和特定业务流程进行服务，面对观测领域的新技术、新方法的应用需求，不能适应、扩展其相应的功能，系统的专用性和灵活性无法平衡。（3）系统平台移植性弱。系统平台需运行在商用服务器上，数据交换要在各个节点间实现，软件安装对操作系统、通用数据库及相关程序支持都有相应的技术要求，整个系统不易方便、快捷的移植应用，更不适合移植到独立的台阵式、流动式观测中。（4）运行维护成本高。地震前兆台网目前有二百多个节点，日常需要对三百余套商用服务器及存储设备和相关软件进行维护，人力和物力资源使用巨大，如果不断引入观测仪器，运行维护成本将持续攀高。（5）观测工作量大。系统平台运行在各个节点上，特别是台站节点上的观测仪器种类繁多，观测人员需要针对性的亲自安装、配置、调试相应版本的系统平台，分别接入不同通信协议、不同数据格式等的异构观测仪器，工作量的加大和软硬件的技术应用程度影响了数据传输和使用的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器以多种通信协议连接各种不同通信接口、不同传输方式、不同数据文件等异构观测仪器，并发实现对接入观测仪器的数据采集、自动存储、即时响应、即时反馈、自动处理、自动传输等多种功能，具有一体性、高性能、动态接入、动态管理等特点，获取的观测数据可以本地存储并能通过网络上传。本专利技术所采用的技术方案是：一种地震前兆观测网仪器适配器，包括：嵌入式控制板及外围接口电路；所述嵌入式控制板以微处理器作为核心，通过所述外围接口电路连接各种异构地震前兆观测网仪器。优选的，所述外围接口电路为LAN网络接口电路，WLAN网络接口电路，串行接口电路和USB接口电路中的任一种或几种的组合。优选的，所述外围接口电路，还包括存储卡接口电路，用于连接存储卡。优选的，所述的地震前兆观测网仪器适配器，其还包括：嵌入式操作系统、嵌入式数据库和应用软件模块；所述嵌入式操作系统用于资源的分配、调度工作，以及控制、协调并发活动；所述嵌入式数据库用于集合多种接入的地震前兆观测网仪器的数据管理，以文件形式存放于所述嵌入式操作系统中，所述数据管理包括对接入的地震前兆观测网仪器的数据采集、数据传输、数据存储和仪器监控；所述应用软件模块通过网络响应管理平台的控制指令，调用嵌入式数据库的管理指令，实现用户对不同区域、不同类型的地震前兆观测网仪器的数据采集、数据传输、数据存储和仪器监控。优选的，所述应用软件模块并发启动仪器接入管理服务和管理平台响应服务；所述管理平台响应服务，即时响应网络管理用户动态组网指令，对要求组网的本地仪器和网络远程仪器进行状态查询，即时反馈可以组网的观测仪器信息；实时接收用户控制指令并设置相应的工作参数，工作参数以数据库文件形式存储在本地的所述嵌入式数据库中，所述工作参数包括：仪器并发接入数量、仪器接入种类、数据自动上传时间、数据存储天数、测量数据手动上传、信息数据手动上传、数据格式转换、数据上传同步时间、适配器状态信息；所述仪器接入管理服务，读取所述工作参数，适配接入的观测仪器采集数据，将得到的数据文件进行仪器信息提取、测量数据转码、打包封装的格式处理，观测仪器的秒数据实时上传进行状态监视，小时和天数据文件及日志文件统一上传。本专利技术所采用的另一个技术方案是：一种地震前兆观测网系统，其包括：数个异构前兆观测仪器，数个如上所述地震前兆观测网仪器适配器，每个异构前兆观测仪器分别与一个所述地震前兆观测网仪器适配器连接；所述地震前兆观测网仪器适配器用于对所述异构前兆观测仪器进行适配接入和动态组网管理。本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器在地震观测
首次实现对不同通信接口、不同传输方式、不同数据文件等异构前兆观测仪器进行适配接入和动态组网管理。利用地震前兆观测网仪器适配器作为网络节点连接各种前兆观测仪器的技术方案，可以构建新型集中式地震前兆观测网，整体提高地震前兆观测的工作效率。本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器能够克服传统异地、异构仪器的分级节点管理限制，通过屏蔽仪器异构性可以同时并发连接、操控多种观测仪器，使针对每台组网仪器的多元性、复杂性的传统分散管理易化为只对仪器适配器网络节点的同构统一管理。本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器节点接受集中式管理平台的统一调度和运行监控，准实时或定时汇集节点内各类观测数据并统一封装传输至集中式存储平台，为集中式数据存储和统一组网管理提供保证。附图说明图1为本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器结构示意图。图2为本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器详细结构示意图。图3为本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器工作流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。新一代的地震前兆观测网将改变传统的分级节点管理的组网模式，采用集中式数据存储和建立集中式管理平台，需要仪器适配器网络节点进行同构集中管理，实现接入观测仪器的高效、统一组网。本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器是以新一代的地震前兆观测应用为中心，以计算机技术、控制技术、通讯技术等多种技术和多种观测仪器的具体应用相结合，基于嵌入式控制板和嵌入式操作系统的专用计算机系统。本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器工作原理：核心结构是高性能嵌入式CPU主板，具备串行接口、网络接口等多种通信接口，支持高速率数据传输，具有较大的数据存储容量。运行的嵌入式操作系统集成多种网络协议栈和设备驱动，协议栈包含主流地震前兆观测仪器通信协议和管理平台通信协议；数据库管理异构观测仪器的数据采集、传输、存储和仪器监控。接入的自动化观测仪器以管理指令方式获取数据，人工观测设备以网页方式人工录入数据；组网仪器统一与集中式数据接收软件通信；提供仪器适配器运行状态监视与告警；软件开机自动运行，可以远程复位、调试与升级。如图1、图2所示，本专利技术的地震前兆观测网仪器适配器包括：嵌入式控制板及外围接口电路。嵌入式控制板以微处理器作为核心，板上集成时钟、电源、RAM存储器、ROM存储器、GPIO总线等微电子芯片，嵌入式控制板通过外围接口电路连接存储卡、外部的各种异构地震前兆观测网仪器、网络等。外围接口电路包括：存储卡接口电路，如TF卡接口电路；LAN网络接口电路，如10或100或1000Mbps自适应接口电路；WLAN网络接口电路，如WIFI或4G模块接口电路；串行接口电路，如R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震前兆观测网仪器适配器，其特征在于，其包括：嵌入式控制板及外围接口电路；所述嵌入式控制板以微处理器作为核心，通过所述外围接口电路连接各种异构地震前兆观测网仪器。

【技术特征摘要】
1.一种地震前兆观测网仪器适配器，其特征在于，其包括：嵌入式控制板及外围接口电路；所述嵌入式控制板以微处理器作为核心，通过所述外围接口电路连接各种异构地震前兆观测网仪器。2.如权利要求1所述的地震前兆观测网仪器适配器，其特征在于，所述外围接口电路为LAN网络接口电路，WLAN网络接口电路，串行接口电路和USB接口电路中的任一种或几种的组合。3.如权利要求2所述的地震前兆观测网仪器适配器，其特征在于，所述外围接口电路，还包括存储卡接口电路，用于连接存储卡。4.如权利要求1、2或3所述的地震前兆观测网仪器适配器，其特征在于，其还包括：嵌入式操作系统、嵌入式数据库和应用软件模块；所述嵌入式操作系统用于资源的分配、调度工作，以及控制、协调并发活动；所述嵌入式数据库用于集合多种接入的地震前兆观测网仪器的数据管理，以文件形式存放于所述嵌入式操作系统中，所述数据管理包括对接入的地震前兆观测网仪器的数据采集、数据传输、数据存储和仪器监控；所述应用软件模块通过网络响应管理平台的控制指令，调用嵌入式数据库的管理指令，实现用户对不同区域、不同类型的地震前兆观测网仪器的数据采集、数据传输、数据存储和仪器监控。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张旸，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11