基于IPv6和无线网络的地震烈度计开发

　　0 引 言

　　地震烈度是人们了解和研究地震的最早建立并用于描述地震影响强度的标度。地震烈度的概念不仅在地震学和地震工程学领域中仍有着广泛的应用，而且在防震减灾的各个环节中继续起着重要作用。显然，最初人们用宏观描述的方法评定一个地区遭受的地震影响程度存在局限性，因此在上世纪90年代全日本即实现了仪器测定地震烈度的实用化，现在日本发布的地震烈度等级是由地震烈度计测定的烈度。当前国内外已建设的城市地震灾害速报系统一般以地震烈度计观测系统为主体。日本东京煤气公司在1994年就完成了由331台谱烈度计、20台液化传感器和5台强震仪构成的地震监测与震害快速评估系统(SIGNAL)。阪神地震取得显著的减灾效益后，东京煤气公司于1997年～2007年的十年间布设了3 800个新型地震谱烈度计。

　　目前我国仪器测定地震烈度是通过强震仪观测数据换算得到的。但强震仪结构相对复杂，制造成本很高，不便于大规模布设，而大量应用国外地震烈度测定仪器也不现实，因此自主开发我国适用的地震烈度传感器很有必要。

　　近年来，传感器网络研究和应用已成为热点。专业传感元器件产品也在向小型化、高精度发展，传感器的发展出现了智能化、网络化的新趋势而非传统的单纯检测功能。网络传感器以嵌入式微处理器为核心，集成了传感器、信号处理器和网络接口，由于引入了微处理器，采用了嵌入式技术和集成技术，使传感器的体积减小，抗干扰性能和可靠性得到提高，同时提高了控制系统的实时性和可靠性;网络接口技术的应用，为系统的扩充提供了极大的方便，具有便于远程操作、维护简单、实时监控等优点。因此，嵌入式系统和网络技术在地震观测领域已得到广泛应用。

　　鉴于此，新开发的SI一2型地震烈度计不只是一个单纯的地震烈度检测仪器，而是一个高度集成的网络化传感器，它集成了地震烈度感知器件、采集模块、嵌入式处理器与存储器、通信器件、嵌入式软件系统等，具有数据采集、数据存储、数据通讯、定位等功能，可以通过无线方式接入IPv6网络。应用SI一2型地震烈度计搭建的基于IPv6的地震传感器示范网络，在地震监测预警、地震应急快速响应以及减轻地震灾害方面有着广泛的应用前景。

　　1 系统架构

　　基于IPv6的SI一2型地震烈度计的软、硬件资源由加速度传感器，数据采集模块(A/D)，电源，嵌入式系统(CPU)，符合802.11b标准的无线网卡，GPS，内置测控软件等模块构成。市场上现有的嵌入式系统自带的操作系统一般是Linux 2.4内核，为支持IPv6须将操作系统的内核进行重新编译，升级为2.6版本内核。图1所示是SI一2型地震烈度计的总体架构。