[发明专利]一种智能化自主组网地震预警装备及方法

权利要求书

1.一种智能化自主组网地震预警装备，其特征在于，该装备包括多个分布式设置的地震监测前端，以及设置在远程的接收终端；其中：

地震监测前端，具备自主组网能力，用于实现一体化的数据采集、边缘计算和协同通信功能，实现智能化强震识别、预警计算和鲁棒通信；地震监测前端包括以下模块：

多源数据采集模块，包括GNSS模块和MEMS加速度计；用于实时采集地震监测的多源监测数据；

计算模块，采用支持边缘计算的嵌入式微型处理器；用于根据多源监测数据进行地震触发确认信号的播发和地震波信息的实时解算，若地震触发确认信号数量大于设定阈值，则联立自组网内所有识别出震动的地震监测前端组成临时监测网，形成组网式强震互判和组网式地震预警信息解算；

通信模块，采用支持远距离无线传输的射频芯片；用于组建智能无线通信自组网，传输和接收计算模块得到的地震波和预警信息；

接收终端，用于接收地震监测前端发送来的预警计算结果，根据结果发出预警；

计算模块中实现组网式强震互判和组网式地震预警信息解算的具体方法为：

识别到震动的地震监测前端使用泛洪法向周围所有前端节点单跳播发单帧的地震触发确认信号，若有单个地震监测前端接收到的地震触发确认信号数量大于三，则确认该区域地震发生，将联立所有识别出震动的地震监测前端组成临时监测网，形成组网式强震互判，否则关闭各前端的GNSS模块的采集功能；

临时监测网通过所有前端IP和路由表路由信息，智能辨识出与网内所有前端通信时间最短的可用监测前端为临时计算监测前端，来以最短通信路径接收网内所有监测前端计算的地震波信息，进行组网解算地震的震中、发震时刻和震级预警信息。

2.根据权利要求1所述的智能化自主组网地震预警装备，其特征在于，计算模块中播发地震触发确认信号和实时解算地震波信息具体方法为：

地震监测前端实时进行加速度采集，并根据加速度数据自主判断震动是否触发，若触发则播发地震触发确认信号，并开启多源数据采集模块的GNSS模块，采集GNSS和加速度多源数据；在持续一定时间的GNSS观测后，再根据加速度数据和组网式地震互判结果进行地震判定；若判定为非震动状态，则关闭GNSS采集，以减少耗能和信息流量；若判定为震动状态，则继续GNSS采集，并重复上述步骤，直到非震动状态；

地震监测前端自主集成GNSS和加速度数据，实时计算厘米至毫米级精度的地震位移和速度时间序列，再拾取地震波到时以计算地震波的卓越周期和最大幅值。

3.一种智能化自主组网地震预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、通过分布式设置的多个地震监测前端进行智能化自主组网，地震监测前端自主进行震动识别；

S2、识别到震动的地震监测前端播发地震触发确认信号，并进行加速度和GNSS的多源数据采集，实时解算地震波信息；

S3、若有单个地震监测前端接收到的地震触发确认信号数量大于或等于设定的阈值，则联立并实时接入所有识别出震动的监测前端组成临时监测网，形成组网式强震互判；

S4、若地震监测前端接收到的地震触发确认信号数量均小于阈值，关闭各个地震监测前端的GNSS模块；

S5、临时监测网辨识出与网内各个地震监测前端通信时间最短的可用地震监测前端，将其作为计算监测前端；

S6、计算监测前端接收临时监测网内所有地震监测前端计算的卓越周期、最大幅值和地震波到时，解算得到预警信息，包括：地震的震中、发震时刻和震级；

S7、计算监测前端通过通信模块和智能无线自主通信网，以多个路径向附近多个通信基站、用户接收终端和预警中心播发地震预警信息。