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该设备无意取代地质研究所所使用的专业模型，也无法提供对地震事件的精确测量。它有助于在不提供距离或震级的情况下被动地确定地震事件。本文不是要对地震学和地震仪的概念做介绍，而只会对该项目的所有组成部分进行描述。该设备无意取代地质研究所所使用的专业模型，也无法提供对地震事件的精确测量。它有助于在不提供距离或震级的情况下被动地确定地震事件。然后，设计人员要通过电视或在线咨询官方机构来发现地震的震中位置。我们制造的这种设备不会产生传统的地震图，但会检测到1Hz至20Hz之间的任何高频地面振动。因此，它特别适用于附近的地震。振动检测仪简介如前所述，我们要制造的设备是一个振动检测器。因此，它应该放置在一楼的室内。由于建筑物的振动及其弹性，在建筑物中的位置，尤其是在较高楼层，可能会发生异常振动。这是一个失调的钟摆系统，并有一个加速度传感器连接到其下顶部。在系统振动的情况下，加速度计将向Arduino提供相关信息，而反过来，Arduino将会做出适当的决定。探测器将会向用户通告地震事件，并在监视器上显示与所发生振动有关的信息（并还可能将数据记录在大容量存储器中）。它们不会提供地震的距离或强度信息（见图1），而只会警告用户已发生的振动。

图1：了解如何预测和预防地震会很有用，这可能挽救数百万人的生命。

所使用的加速度计本项目所使用的模块是带有MPU芯片的GY-，因为其功能强大且价格便宜（图2）。其中有以下几个器件：三轴加速度计三轴陀螺仪温度传感器内部时钟振荡器数字运动处理器该芯片必须以3.3V供电，但GY-上的稳压器允许使用高达5V的电压。它的尺寸极小，只有21.2mm×16.4mm×3.3mm。输出可与ArduinoI2C总线连接。沿轴的加速度是使用MEMS技术从移动质量块计算得出的。输出的幅度与加速度成正比。在正常位置，x轴上的值为0g，y轴上为0g，z轴上为+1g。

图2：项目中所使用的GY-加速度计。

接线图接线图（见图3）非常简单，实际上，只需将两块板的四个端子使用相同数量的电缆连接起来即可。它仅提供了加速度计的一些触点，因为并不是所有来自它的信息都是必要的。具体的连接如下：Arduino5V至GY-VccArduinoGND至GY-GNDArduinoA5至GY-SCLArduinoA4至GY-SDA这个配置显然可以由用户在有特殊需要的情况下进行修改。例如，可以添加警报、灯光执行器等。

图3：地震探测器的简单接线图。

Sketch（程序）使用适当的库进行I2C通信，与加速度计模块进行信息交换就比较简单。Arduino的列表非常清晰（参见图4）。它用于处理从位移传感器采集数据并将其发送到COM串行端口。许多指令被保留用于配置串行参数、I/O端口和变量声明（“setup”函数）。“loop”函数包含实际的操作部分。在编码结束时，使用ArduinoIDE中的串行监视器和串行绘图仪测试电路，检查传感器的动态响应就很有用。

图4：带有Sketch、串行监视器和串行绘图仪的ArduinoIDE。

Freebasic和Harbor中的LOG程序除非实施了重大改变，否则Arduino程序无法将数据存储在大容量存储器中。为了保存数据，可以使用外部程序通过PC机的串行端口（COM）读取Arduino信息。在本文中，我们推荐了两种不同类型的软件，一种是用Freebasic语言编写的，另一种则是用Harbor（参见图5）。第一个是为了在视频上显示振动缸；第二个没有图形窗口，而是将事件存储在文本文件中。这两个列表在此都作为附件提供。PC机的软件肯定比Arduino复杂。在程序的开头，有一些变量的声明和初始化。然后通过相关参数与COM口建立串行通信。如果连接Arduino的串口不同，则需要做相应的修改。

图5：Freebasic和Harbor语言程序的屏幕截图。

钟摆和柜子钟摆必须放置在家具内部，远离任何物理、电磁和大气干扰源（参见图6）。事实上，即使是轻微的风、振动、电磁波、噪声、雷声和响亮的音乐，也可能导致系统振荡，因此任何扰动都可能干扰测量。这对于该设备来说也是个很好的案例；因此，其实现应以良好的施工标准进行。任何建筑材料都是合适的。推荐使用金属，但木材也可以，只要别用在潮湿的房间。建议建造一扇门，以便打开进行维护操作。在不平坦的地面上，还应使用可调节支脚来平稳放置家具。系统的机械中心由振荡质量块表示。它的顶部由一根螺纹杆支撑，这显然改变了钟摆的自然振荡周期，但至少实现了一种机械制动。测量装置可以根据空间需求而变化。螺杆固定在柜体顶部。在其下部，固定了一些体育用的砝码，这构成了振荡质量块。在该项目中，使用了一些总重量为4kg的铸铁盘。在钟摆的底部，在振荡质量块的下方，有一个加速度计，它转而通过细电线连接到Arduino板上。

图6：带有钟摆、加速度计和Arduino的盒子。

运行中的系统测试过程执行起来非常简单。只需要启动Arduino板，然后在PC机上启动该软件，系统就会立即启动并显示第一个测量值。在图表上，可以看到微小的振动，这是加速度计正常工作的标志。在发生地震冲击时，可以察觉到图表中的强烈变化，如图7所示。如有必要，可以通过Ocenaudio声音处理程序分析软件记录的轨迹，该程序还对文本文件提供了很好的支持。

图7：所记录的地震轨迹。

总结本文所设计的设备以原始方式实现了告知地面正在振动。因此，它应该安装在开阔的乡村，远离城市并安装在建筑物的底层——无论如何，都不要安装在上层，因为它总是会振动。这样，就可以避免城市事件的检测以及误报。最佳位置是地下室。然而，为了更精确地确定地震，在建造钟摆时有必要将其调谐至低频，从而还能够确定P波和L波的等级，以便计算震中的距离。随着设备的创建，如果某些振动超过某个设定值，则可以在软件级别上实现警报信息。扫描下方

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