利用电磁蜘蛛网制作的地震计

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摘 要 文章介绍了实用的地震计设计方法，由八路ASK无线发射模块（1000m）组成的中距离地震计，里面采用PT2262 和PT2272的编码解码芯片。改变FSK（频率调制）模块电阻，就能在中央接收端上分别收到信号，利用便宜的钟表机芯定时器，就能每小时接通一路发射10秒ASK信号，在终端分别扫描接收各路，直接由接收模块以LED方式指示或由51系列单片机软件判断大地电磁场异常与报警。专门用来地震前监视空间电场变化，这是一种很有希望的地震短临预报方法。这里试制的地震计主要面向单位、个人家庭使用方法就好比温度计指示温度，气压计指示大气压力一样。

关键字 电磁蜘蛛网；地震计；地震预报；ASK无线发射；接收模块

中图分类号X43 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0133-02

0引言

2008年5月12日发生四川汶川大地震前，即12号上午到下午的聊天记录发现，期间有发现无线电信号异常，接收不到FM广播信号。首先我们要注意这个事实：地震前出现无线电信号、微波通讯异常，是否启示我们震前可能存在利用电磁波异常来预报地震，其实这很早就被人们注意到了，在1976年7月28日唐山市7.8级大地震前，在震中处存在强大的地震波电磁场，在收音机的接受端，强大的地震波电磁场就淹没了各个广播电台发出的无线电波，收音机收不到广播节目。利用电磁蜘蛛网制作的地震计其原理就是与地震前收音机异常一样可以方便地在接收端检测异常信号。

以下介绍实用的地震计设计方法：

1 中距离（1000m）八路ASK电路选择使用PT2262 和PT2272芯片

由八路ASK无线发射模块（300m）组成的中距离地震计，它是一款性能优越的 ISM 频段的发射模块。采用欧洲品牌工业级射频无线数据传送接收芯片，具有较强的发射功率，低电压供电，无需外加任何电路即可以做到数据信号输入到无线信号输出。用户只需要外加简单的数据解码电路，即可轻易实现无线产品的开发。采用晶体稳频（+-30KHZ），工作频率稳定，静态功耗低发射时电流消耗（10mA）。电路里面采用PT2262 和PT2272的编码解码芯片。PT2262和PT2272可支持6位数据编码，一般支持4位数据编码。PT2262 和PT2272有三态地址编码功能，只有地址匹配时才能传输数据。接收频率：315MHZ （芯片2262、1527、2260、2272、2240等）。实际对码说明如下：按下遥控器任一个按键，如果LED指示灯闪烁，则表示此遥控器可以配套。清零：常按住按键，指示灯亮，5秒钟后灯灭，表示清零成功。清零后，之前所配套的遥控器都不再起作用。选择工作方式：清零的操作后不松手，两秒后指示灯闪一下，松手则表示选择点动的工作方式；如果快闪两下再松手，则表示选择自锁的工作方式；如果快闪三下再松手，则表示选择互锁的工作方式。配套遥控器：选择好工作方式后，按住学习按键不放，指示灯亮，松开手，按所要配套的遥控器发射信号，指示灯闪三下后灭，表示已经学习好该遥控器此按键。如需多配遥控器，重新操作此步即可。发射和接受模块采用的设计。

发射模块天线，采用螺旋天线，以减少遥控器占用的空间。其它天线的种类如图2：

2 制作定时器方法

定时发射ASK信号的制做方法是在挂钟表机芯指针上放置钕铁硼（Nd-Fe-B） 强力磁铁，驱动干簧管工作是利用钟表机芯制做各类定时器研究的关键，经过试制利用二枚小型干簧管与分钟指针上放置与搭配成每小时接通10秒定时器，其它各种定时电路已经成功安装在电子指南针和普通指南针结合制成的大地磁场偏移检测器（地震临震预报器）。利用市场上低价的挂钟表机芯钟表制做各类定时器，具有定时准确、能耗小、时间调节范围大、绿色环保等优点，钕铁硼强力磁铁又称：稀土永磁，强磁钢，吸铁石。这里选用的规格：圆片，直径2mm 厚度1mm。材料由烧结钕铁硼磁铁N35 组成，上面镀镍与全新原装俄罗斯干簧管MKA-14103 10-15 AT配合使用。

目前正在测试中的已经制成长距离（3000m）的电磁蜘蛛网地震预报器由多路发射、多路接收机电路组成。与短、中距离配合使用，是最完善的地震计，性能也最好，由麦克斯韦方程组具体展示临震动力学方程、电磁场规律建立有点复杂，要完整建立地球动力学方程更加困难，又地球是一个复杂的巨系统，建立一个非常精确动力学方程是无法实现的。而这里设计的利用空间电场变化而设计制成的地震计不需要深入地球内部，做成的地震计进行临震预测控制系统则是简单的。经过多年测试，利用每分钟接收一路信号循环检测制成的临震预报器将地震前电场变化参数转换为电参数，实验测试证明可以用于震前电磁场异常预报。在震前几小时到几天的时间内感知电磁场变化。当今世界上地震频繁，人员伤亡和破坏力都很大。能及时知道地震将要发生时，则可以避免许多可怕的事情。利用空间电场变化设计的地震临震预报器，该电场参数测量是不必要的进入地球内部，技术上容易实现。初步实验已经达到基本设计要求。

3 放置电磁蜘蛛网使用对数螺旋线布局

利用电磁蜘蛛网制做的地震计其原理就是与地震前收音机异常一样可以方便地在接收端检测信号异常，用数字0、1方式输出。这种方法好比自己编织一张电磁蜘蛛网，当地震前电磁风吹来时就会改变大小，检测到改变就报警。上述现象一般都出现在震前几小时到几天的时间内。发射端地震计检测次序可由Matlab仿真对电磁蜘蛛网扫描，对数螺旋线设计仿真代码可以方便得到图3（即放置八路发射器位置可以360度方位，次序由近到远）。自制地震计与常用气压计、温度计相类似。

Matlab仿真程序如下：

theta=linspace（-20，5）；

a=.100；

polar（theta，exp（a*theta））

4 结论

我们这里试制的地震计主要面向单位、个人家庭使用。在空旷地上放置6～8个ASK（幅度调制）无线发射模块（1000m～3000m），就可以在方圆约3～30平方公里范围内感应到大地电磁场变化，改变FSK（频率调制）模块电阻，就能在中央接收端上分别收到信号，利用便宜的钟表机芯定时器，就能每小时接通一路发射10秒ASK信号，在终端分别扫描接收各路，选择自锁的工作，直接由接收模块以LED方式指示或由51系列单片机软件判断大地电磁场异常与报警。可专门用来地震前监视空间电场变化，这是一种有希望的地震短临预报方法。利用普通5号电池在发射电路上可使用一年以上，特别适合在广大农村地区使用，而且方便实用可靠。

参考文献

[1]李四光.地震地质[M].科学出版社，1973.

[2]蒋敏.声光指示电子指南针[J].电世界，1996：40.

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[4]蒋敏，低功耗长时效大地磁场偏移检测器（地震临震预报器） [J].电子世界，2012.8：103.

[5]蒋敏.利用无线电发射、接收电路制成的地震前电场异常预报器[J].电子世界.2013，3：46-46.

[6]蒋敏，如何编织能预测地震的电磁蜘蛛网[J].电子世界，2013，5：255.