基于“互联网+”的地球物理信息采集终端设计

随着物联网技术的不断发展，以及“互联网+”时代的到来，构建一种低成本密集分布式地震观测系统成为了可能。本文设计了一种基于“互联网+”的地球物理信息采集终端，用于定时采集地震孕育过程中的地球重力加速度、地磁场、温湿度、大气压及低频电磁波等地球物理信息，采用以太网或GPRS通信方式将数据上传至地震监控中心服务器群，可为地震的大数据分析预测工作提供大量的实时数据支持。文中简单介绍了低成本密集分布式地震观测系统的结构功能，着重分析了系统采集终端的软硬件设计及数据预处理。该终端结构简单、功耗低、数据传输可靠，可用于大范围分布式布设。

物联网、传感器及“互联网+”的出现，在不断改变人类生活方式的同时，也促进了各类创新技术的实现。各行各业都在适应这种变化，并逐步探索出符合自身发展的新科技之路[1]。

地震是地壳运动的一种表现， 是构造变动急剧的地块所发生的破坏活动， 在孕育过程中会伴随应力、应变、重、磁、电、地下水等异常值的出现[2]， 对于这些异常信息的捕捉和分析是地震预测的主要任务。

目前，常用的地震预测方法大多需要测井试验、GPS 阵列观测站、卫星、地点管测井等较为庞大复杂的测试系统，不仅安装时需要耗费较大的人力物力，还因恶劣的观测环境及观测系统建设与维护成本的制约，使得专业地震观测台站无法大密度地部署。目前有些基于FPGA 的终端采集器具有较高的采集与处理速度，但是因为价格昂贵不能大范围布置[3]。那么，如何在保证成本不高的情况下，将采集设备大范围地布置，提高监控范围及监控的准确度成为了新时期地震行业发展亟需解决的问题。

本文提出了一种基于“互联网+”的地球物理信息系统，并设计了信息采集终端，它具有低成本、可密集分布的特点，并且终端满足了远距离条件下对地球物理信息实时采集监测的需要，无需铺设数据信号传输电缆，简化了设备安装方式，组网方便，相对于目前的一些以新型MEMS 加速度传感器为基础的设计，采用的九轴传感器所能采集的信息更多，加上温湿度，气压的物理信息采集，真正实现了多传感器数据采集，实现了低成本密集分布式地震数据观测的功能，让监测更多元更精确[4]。

2. 系统概述 “互联网+”技术指依托互联网信息技术实现互联网与传统产业的融合， 以产业升级提升经济生产力， 最后实现社会财富的增加[5]。“互联网+”的过程实际上是传统产业转型升级的过程，其基本技术在于云计算、大数据与新分工网络。

本文利用“互联网+”技术，建立了一个低成本密集分布式地震观测系统，系统主要包括远程数据采集终端和地震监控中心服务器群，系统整体结构框图如图1 所示。广泛布设的采集终端用于检测特定区域内的重力加速度、地磁场、温度、湿度、大气压和低频电磁波信号， 并对这些数据进行预处理和存储，