微震信号采集系统的研究

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随着全球经济和科技研究的迅速发展,微震监测技术在国内外也得到了快速的应用发展,很多领域都利用该系统进行相关实时监测,如矿山(矿井)、隧道、石油钻井、防偷渡、汽车发动机故障监测、脚步声识别等。矿山在发生岩石塌方前、桥梁在断裂前、隧道在发生倒塌前都会发生一些微小的震动前兆,之后才会发生大的事故性坍塌等,事故的发生带来了生命和财产的损失,给国家和社会都带来了巨大的伤害。但我们如果能够及时的监测到这些微震信号,将会大大的减少事故发生的危害和几率,甚至于在某种程度上前期的预警可以最大程度的减少事故或者灾害的损失。因此建立一套完善的微震监测系统的重要性不言而喻,本论文就将建立一个基于ARM Cortex-M3内核的微控制器STM32的微震信号实时采集系统。本文介绍了一种基于STM32F103ZET6的微震信号采集系统的硬件组成和软件实现的过程。本论文主要从以下几个部分来分别介绍。第一,传感器的选型,选择一个适合该微震信号采集系统的高信噪比的地震传感器,能够高速,高精度的对微震信号进行实时的采集。第二,适合本系统的调理电路,包括放大和滤波电路,能够很好的放大有用的微震信号,滤除外部的噪音干扰。第三,基于STM32F103ZET6主控芯片的外围电路的设计,包括有电源供电、复位电路、晶振电路等;同时介绍了STM32F103ZET6内部自带的ADC的应用;基于TCP/IP协议的以太网的通信,完成上、下机之间的通信以及液晶显示。第四,上位机在KEIL开发环境下的软件控制设计以及小波分析法滤波。第五,简单了介绍了该系统在矿井应用的相关情况。最后,在论文的尾部,说明了一些系统的不足之处和有望继续改进的问题。
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