江苏省地震局王琛获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏省地震局申请的专利物联网多通道地震预警应急联动系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120091041B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510521760.5,技术领域涉及:H04L67/12;该发明授权物联网多通道地震预警应急联动系统是由王琛;魏梦婉;张婷;李璇;王冬辰;祁竹设计研发完成,并于2025-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本物联网多通道地震预警应急联动系统在说明书摘要公布了:物联网多通道地震预警应急联动系统,属于地震预警技术领域,为解决现有技术实时性、可靠性、场景覆盖和安全性的不足的问题,本发明通构建了物联网感知层、边缘计算层、云平台分析模块联动的分层架构,感知层通过多种传感器协同采集数据,消除环境干扰,确保高精度地震波检测,边缘计算层采用先进算法实时过滤噪声,并通过多维度比对确认地震事件,本地处理效率显著提升,大幅降低云端负载,云平台融合多源数据,结合机器学习模型动态优化预警阈值,提升地震类型分类与烈度预测的准确性,实现从数据采集到智能决策的全链路优化,设计多通道分发模块,按优先级分级传输指令,通过多种通信技术确保城乡全场景覆盖。
本发明授权物联网多通道地震预警应急联动系统在权利要求书中公布了:1.物联网多通道地震预警应急联动系统,其特征在于,包括物联网感知层、边缘计算层、云平台分析模块、多通道分发模块、动态容错模块、应急联动模块、自检与故障恢复模块和用户交互界面,所述物联网感知层负责地震波数据的采集与初步处理,所述边缘计算层在本地执行噪声过滤、波形比对及策略预计算,降低云端负载,所述云平台分析模块通过机器学习与动态阈值调整实现全局优化,并生成加密参数,所述多通道分发模块通过多路径通信确保预警信息触达不同场景,所述动态容错模块监测网络状态并执行冗余校验,保障系统在异常条件下的可靠性,所述应急联动模块根据预警指令控制电梯、地铁及电力设备,实现快速安全响应,所述自检与故障恢复模块包括健康监测单元、故障切换与恢复单元和日志与反馈单元,所述自检与故障恢复模块每24小时自动检测传感器健康状态,故障时切换至备用传感器,所述用户交互界面提供可视化预警地图与应急指引,支持语音播报、震动提醒及多语言切换功能; 系统运行流程如下: S1.数据采集与初步处理 S1.1传感器网络启动:部署在建筑地基、桥梁、地铁隧道的低功耗地震监测传感器实时采集地面振动、地磁场变化及环境温度数据; 传感器通过温度补偿单元消除环境干扰,确保数据精度; S1.2信号转换与传输:数据采集单元将传感器输出的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号,数字信号通过Zigbee模块以低功耗无线协议传输至边缘计算层,支持自组网扩大覆盖范围; S2.边缘计算层实时处理 S2.1噪声过滤:边缘计算层的噪声过滤模块利用卷积神经网络剔除交通振动、机械干扰的噪声,保留有效地震信号; S2.2波形比对与确认:波形比对模块执行三次比对: 振幅比对:计算相邻传感器振幅差异,排除局部干扰; 频率比对:通过快速傅里叶变换提取主频,判定是否为地震事件; 周期相似度比对:计算波形余弦相似度,确认多传感器数据一致性; 若三次比对均通过,判定为有效地震波; S2.3本地策略预存:本地缓存单元通过FPGA芯片存储预计算的应急策略,断网时直接调用; S2.4数据上传:处理后的关键数据上传至云平台分析模块; S3.云平台全局优化与指令生成 S3.1多源数据融合:机器学习模型融合传感器数据、地质数据库及历史地震数据,分类地震类型并预测烈度与影响范围; S3.2动态阈值调整:根据地质条件动态优化振幅和频率预警阈值,减少误判率; S3.3加密与指令生成:加密参数生成单元采用国密SM3SM4算法加密数据,结合区块链技术同步密钥至边缘节点; 生成全局预警指令; S4.多通道冗余分发 S4.1优先级分发策略:通信单元按优先级推送指令: 一级优先级:通过5G专网实时传输; 二级优先级:通过数字广播发布疏散指引; 三级优先级:通过北斗卫星发送加密短报文唤醒应急广播终端; S4.2离线设备唤醒:北斗指令编码器发送编码指令,唤醒农村应急广播终端,播报预存语音预警; S5.动态容错与应急执行 S5.1网络异常处理:动态容错模块实时监测网络丢包率与延迟: 主网络异常时,自动切换至北斗卫星或本地广播链路; 冗余校验单元通过CRC32校验与自动重传确保指令完整性; S5.2断网应急响应:本地应急指令库调用预存策略,直接触发电梯、地铁、电力设备操作; S5.3终端设备联动:应急联动模块接收指令后执行操作: 电梯智能停靠:激光测距仪定位电梯位置,停靠至安全楼层; 地铁分级制动:生成分级制动信号,完成紧急制动; 电力切断:切断高危区域供电,保留医院和地铁的应急电源; S6.用户交互与反馈闭环 S6.1多模态预警触达:用户交互界面通过语音播报、震动提醒、图文推送向公众发布预警信息,支持一键导航至避难所; S6.2可视化地图展示:动态渲染震中位置、疏散路径及安全区域,适配大屏指挥中心与移动终端; S6.3用户反馈收集:用户通过界面按钮或语音指令上报状态,数据加密回传至云平台优化策略; S7.系统健康管理与维护 S7.1周期性自检:自检与故障恢复模块检测传感器、网络、硬件状态,预警低电量或过载; S7.2故障自动切换:传感器失效时切换至备用节点,进程崩溃时自动重启服务; S7.3日志与优化:加密存储故障日志,结合机器学习模型推送维护建议。
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