无缆存储式地震仪低功耗电源管理系统及管理方法

摘要

本发明涉及一种无缆存储式地震仪低功耗电源管理模块及管理方法，采集站内预置的低功耗电源管理模块是由电源经开关电路分别连接单片机、北斗模块、采集单元、GPS定位单元，单片机经模拟开关分别连接GPRS模块和主控单元，北斗模块经模拟开关分别连接单片机和主控单元，主控单元分别连接采集单元和GPS定位单元，电源经电压转换电路与单片机连接构成。电源管理方法以手持终端、网络服务器或北斗上位机对无缆地震仪控制，野外工作受环境限制较小，随时进行远程控制，实现了“一对多”控制，通过手持终端、网络服务器或北斗上位机控制多个无缆地震仪进入低功耗模式或正常工作模式，进而解决了在大面积区域内对较多地震仪低功耗控制的难题。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种地球物理勘探电源管理系统及管理方法，尤其是一种无缆存 储式地震仪低功耗电源管理模块及管理方法，特别是适用于野外长时间工作的基 于GSM、GPRS以及北斗等通信技术的远程无缆存储式地震仪低功耗电源管理 方法。

背景技术：

地震勘探是地球物理勘探中一种重要的方法，地震仪作为地震勘探中的数据 采集系统，广泛应用于地下资源勘探如油气资源、金属矿等，以及测井系统等工 程应用中。当前地震仪主要有三类：有线遥测地震仪，无缆存储式地震仪和无线 遥测地震仪。其中有线遥测地震仪在当前地质勘探中占据主导地位，并占据了地 震仪市场的绝大多数份额。常用的有线遥测地震仪主要有美国ION公司的 System IV、Scorpion和Aries II系统，法国Sercel公司的408/428系列 以及德国DMT公司的Summit系统等。使用有线遥测地震仪进行数据采集回 收，大量的电缆大大增加了地震仪的运输成本，排列布线需要大量人工，尤其在 复杂的山区地带，增加了人力成本，并且在复杂的野外环境中，电缆极易损坏， 排查维修工作冗杂，同时也限制了采集道数的增加。无缆存储式地震仪由于摒弃 了大量的电缆，运输成本和人力成本大大降低，提高了施工效率，同时由于不存 在电缆损坏的问题，大大减少了排查故障的时间和工作量，近年来得到了快速的 发展。

无缆存储式地震仪摒弃了大量的电缆，提高了施工效率，但也导致其无法采 用外部电源供电。当前无缆存储式地震仪采集站主要采用锂电池供电，这就引入 了如何降低系统功耗，提高电池使用效率的问题。而由于无缆地震仪各采集站数 据采集的同步化是通过GPS接收机定位模块实现的，GPS接收机的功耗较大， 且系统作长时间记录时，为减小累积时钟误差对数据同步质量的影响，采用恒温 晶振取代普通晶振，而恒温晶振的功耗也比普通晶振大得多，这直接导致了无缆 地震仪单个采集站功耗比普通遥测地震仪采集站功耗大得多。除此之外，为了实 现对地震仪工作状态的实时监控，提高地震仪采集的数据质量，无缆存储式地震 仪引入了GPRS模块、北斗模块以及Wi-Fi模块等，通过不同条件下运用不同 通信技术对地震仪进行实时监控，实现了全方位覆盖，保证在恶劣条件下也可以 实现地震仪的可测可控，但引入的模块也大大增加了地震仪的功耗大小，因此研 究如何降低无缆存储式地震仪的系统功耗具有很大的必要性。

同时在野外进行实验时，无缆存储式地震仪只需在较短的施工阶段处于正常 工作状态，即处于采集状态，此时功耗最大；当处于长时间的停止施工阶段，地 震仪不需采集数据，此时控制地震仪进入低功耗模式或关机状态可以大大降低无 缆地震仪的系统功耗，提高电池的使用效率。而在进行野外采集实验时，往往需 要大量的无缆存储式地震仪采集站排列布置在大面积区域内，而通过人工逐个手 动控制地震仪开关机来实现降低采集站功耗的目的是不现实的，因此引入一种远 程控制地震仪实现低功耗的方法是十分必要的。

杨泓渊等在《电测与仪表》2009年第01期总第46卷第517期中公开 了《无缆遥测地震仪采集站的低功耗设计》，文中选用低功耗元器件进行硬件电 路设计和优化软件设计两方面入手来降低地震仪采集站功耗，以ARM为动态功 耗管理的主控中心，虽然能从一定程度上降低地震仪采集站的功耗，但ARM功 耗远大于MSP430单片机功耗；该设计未使用远程通信方式实现地震仪采集站 低功耗，当有数百台地震仪在野外大面积区域工作时，其实用性必然受到一定程 度的限制。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足提供一种适用于野外长时间 工作，基于GSM、GPRS、北斗等通信技术的无缆存储式地震仪低功耗电源管 理模块；

本发明的另一目的是提供一种适用于野外长时间工作，基于GSM、GPRS、 北斗等通信技术的无缆存储式地震仪低功耗电源管理模块的管理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

无缆存储式地震仪低功耗电源管理系统，包括由北斗上位机4、手持终端2 或GPRS网络服务器3通过GSM基站或北斗卫星与地面无线连接的无缆存储 式地震仪采集站1-1、采集站1-2、采集站1-3……采集站1-n组成，其特征在 于，无缆存储式地震仪采集站内设有的低功耗电源管理模块，是由电源5经开关 电路7分别连接北斗模块10、主控单元12、GPRS模块9、采集单元13和 GPS定位单元14，电源5经电压转换电路6与单片机8连接，单片机8经单 刀双掷模拟开关11分别连接GPRS模块9和主控单元12，单片机8经单刀双 掷模拟开关11分别连接北斗模块10和主控单元12，主控单元12分别连接采 集单元13和GPS定位单元14，单片机8控制开关电路7构成。

无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，根据野外工作环境的不同，无缆存 储式地震仪工作环境分为城市及郊区和偏远山区或荒原地区：

城市及郊区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步骤：

A.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机，经自检后地震仪进入 采集状态，此时通过手持终端2或GPRS网络服务器3对地震仪采集站工作状 态进行监控；

B.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户通过手 持终端2或GPRS网络服务器3发送关机指令1控制北斗模块10关机，GPRS 模块9接收到手持终端2或GPRS网络服务器3指令后，将该指令以串口通信 的方式发送给主控单元12和MSP430单片机8，MSP430单片机8识别关机 指令1后控制开关电路7切断北斗模块10供电，电源5为GPRS模块9、采 集站主控单元12、采集单元13以及GPS定位单元14供电，且单刀双掷模拟 开关11接到主控单元12一侧，保证GPRS模块9与采集站主控单元12正常 串口通信；

C.不需要进行数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过手持终端 2或GPRS网络服务器3发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别 对采集站的主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14断电操作，电源5 无法为主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14供电，主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14均处于关机状态；用户还能发送关机指令0，直 接控制除MSP430单片机8和GPRS模块9以外的北斗模块10、采集单元13、 GPS定位单元14和主控单元12关机；

D.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证GPRS模块9与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有 GPRS模块9和MSP430单片机8处于待机状态，北斗模块10、采集单元13、 GPS定位单元14和主控单元12均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

E.地震仪采集站实现低功耗模式后，MSP430单片机8控制GPRS模块9 发送反馈信息到手持终端2或GPRS网络服务器3，用户通过得到的反馈结果 获得各采集站是否处于低功耗模式下；

F.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过手持终端2或GPRS网 络服务器3发送开机指令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元 12开机，GPRS模块9接收到手持终端2或GPRS网络服务器3指令后，将 该指令以串口通信的方式发送给MSP430单片机8，MSP430单片机8识别开 机指令后控制开关电路7接通，此时电源5重新为主控单元12、采集单元13 和GPS定位单元14供电，主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重 新启动；用户还能分别发送开机指令1、2、3、4控制北斗模块10、主控单元 12、采集单元13和GPS定位单元14分别启动；

G.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证GPRS模块9与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集 站处于正常工作状态；

H.地震仪采集站主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重启完成 后，MSP430单片机8控制GPRS模块9发送反馈信息到手持终端2或GPRS 网络服务器3，用户通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。

偏远山区或荒原地区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步 骤：

a.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机。经过自检过程后地震 仪进入采集状态正常工作，通过北斗上位机4对地震仪采集站工作状态进行监 控；

b.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户可通过 北斗上位机4发送关机指令1控制GPRS模块9关机，北斗模块10接收到北 斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给主控单元12 和MSP430单片机8，MSP430单片机8识别关机指令1后控制开关电路7 切断GPRS模块9供电，此时电源5为北斗模块10、采集站主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14正常供电，单刀双掷模拟开关11接到主控单元 12一侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信；

c.不需要数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过北斗上位机4 发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别对采集站主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14进行断电，电源5无法为主控单元12、采集单 元13和GPS定位单元14供电，主控单元12、采集单元13和GPS定位单元 14均处于关机状态；用户也能发送关机指令0直接控制除MSP430单片机8 和北斗模块10外的采集单元13、GPS定位单元14、主控单元12和GPRS 模块9关机；

d.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证北斗模块10与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有北 斗模块10和MSP430单片机8处于待机状态，采集单元13、GPS定位单元 14、主控单元12和GPRS模块9均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

e.采集站低功耗实现模式后，MSP430单片机8控制北斗模块10发送反 馈信息到北斗上位机4，用户通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于低功耗 模式下；

f.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过北斗上位机4发送开机 指令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12开机，北斗模块10 接收到北斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给 MSP430单片机8，MSP430单片机8识别开机指令后控制开关电路7接通， 电源5重新为GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14 正常供电，GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重 新启动；用户也可分别发送关机指令1、2、3、4控制GPRS模块9、主控单 元12、采集单元13和GPS定位单元14分别启动；

g.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集站 处于正常工作状态；

h.地震仪采集站采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12重启完成 后，MSP430单片机8控制北斗模块10发送反馈信息到北斗上位机4，用户可 通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。

有益效果：模块控制中心采用MSP430系列单片机，该单片机电流小于 1uA，功耗大小远远小于地震仪主控单元、采集单元以及GPS定位单元的功耗 之和。当无缆地震仪处于低功耗状态下其功耗大小远小于正常工作状态下的功耗 大小，功耗相差可达两个数量级以上。电源管理方法以手持终端、网络服务器或 北斗上位机对无缆地震仪进行控制，野外工作受环境限制较小，可以随时进行远 程控制，采用GSM、GPRS以及北斗通信方式，可以实现“一对多”控制方式， 即可以通过手持终端、网络服务器或北斗上位机控制多个无缆地震仪进入低功耗 模式或正常工作模式，进而解决了在大面积区域内，对较多数量地震仪实现低功 耗的难题。通过对不同环境使用不同远程通信方式，达到全方位覆盖，保证在任 何野外环境中都能对大面积区域内地震仪采集站实现低功耗控制，并不受地震仪 采集站数量的限制，大大提高了野外实用性。

附图说明：

图1为无缆存储式地震仪低功耗电源管理模块及管理方法网络结构图

图2为采集站1内的电源管理模块结构框图

图3为附图2中开关电路7电路图

图4为电源管理方法流程图

1采集站，2手持终端，3GPRS网络服务器，4北斗上位机，5电源，6电 压转换电路，7开关电路，8MSP430单片机，9GPRS模块，10北斗模块， 11模拟开关，12主控单元，13采集单元，14GPS定位单元。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对发明做进一步的详细说明：

无缆存储式地震仪低功耗电源管理系统，包括由北斗上位机4、手持终端2 或GPRS网络服务器3通过GSM基站或北斗卫星与地面无线连接的无缆存储 式地震仪采集站1-1、采集站1-2、采集站1-3……采集站1-n组成，其特征在 于，无缆存储式地震仪采集站内设有的低功耗电源管理模块，是由电源5经开关 电路7分别连接北斗模块10、主控单元12、GPRS模块9、采集单元13和 GPS定位单元14，电源5经电压转换电路6与单片机8连接，单片机8经单 刀双掷模拟开关11分别连接GPRS模块9和主控单元12，单片机8经单刀双 掷模拟开关11分别连接北斗模块10和主控单元12，主控单元12分别连接采 集单元13和GPS定位单元14，单片机8控制开关电路7构成。

电源5可提供12V、3.3V、±2.5V等不同电压，用于为整个地震仪采集站 供电；

电压转换电路6将电源提供的12V电压转换为MSP430单片机8所需的工 作电压；

开关电路7由场效应管构成，用于控制GPRS模块9、北斗模块10、主控 单元12、采集单元13以及GPS定位单元14通断电，受MSP430单片机8 控制；

MSP430单片机8为除主控单元12之外的第二控制器，用于识别手持终端、 GPRS网络服务器或北斗上位机开关机指令，控制开关电路7实现控制GPRS 模块9、北斗模块10、主控单元12、采集单元13以及GPS定位单元14通断 电，以此来实现地震仪的低功耗；

GPRS模块9用来接收手持终端2或GPRS网络服务器3指令，通过串口 通信将指令发送给MSP430单片机8以及采集站主控单元12，同时还可将地 震仪采集站的状态反馈到手持终端2或GPRS网络服务器3，该模块适用于城 市郊区覆盖有GSM基站的通信；

北斗模块10用来接收北斗上位机4指令，其功能与GPRS模块9相同，适 用于偏远山区或荒原地区的通信；

单刀双掷模拟开关11用于控制GPRS模块9或北斗模块10的接收串口Rx 与MSP430单片机8发送串口Tx或与采集站主控单元12发送串口Tx接通， 由MSP430单片机8控制；

主控单元12是ARM系列的CPU，负责任务调度和运行管理、控制、通信 等工作；

采集单元13是以FPGA为核心的地震数据采集系统，还包括滤波电路、模 拟开关、前置放大电路等一系列已知的信号调理电路；

GPS定位单元14主要用于记录GPS定位数据，实现地震仪采集站位置和 高程的静态定位，同时还用于查询世界协调时间，精确定时，确定采集触发时刻。

实施例1

城市及郊区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步骤：

A.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机。经过自检过程后地震 仪进入采集状态正常工作，此时可以通过手持终端2对地震仪采集站工作状态进 行监控；

B.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户通过手 持终端2发送关机指令1控制北斗模块10关机，GPRS模块9接收到手持终 端2指令后，将该指令以串口通信的方式发送给主控单元12和MSP430单片 机8，MSP430单片机8识别关机指令1后控制开关电路7切断北斗模块10 供电，此时电源5为GPRS模块9、采集站主控单元12、采集单元13以及GPS 定位单元14正常供电，且单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一侧，保证 GPRS模块9与采集站主控单元12正常串口通信；

C.不需要进行数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过手持终端 2发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别对采集站主控单元12、 采集单元13和GPS定位单元14进行断电操作，此时电源5无法为主控单元 12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电，主控单元12、采集单元13 和GPS定位单元14均处于关机状态；用户还能发送关机指令0，直接控制除 MSP430单片机8和GPRS模块9以外的北斗模块10、采集单元13、GPS 定位单元14和主控单元12关机；

D.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证GPRS模块9与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有 GPRS模块9和MSP430单片机8处于待机状态，北斗模块10、采集单元13、 GPS定位单元14和主控单元12均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

E.地震仪采集站实现低功耗模式后，MSP430单片机8控制GPRS模块9 发送反馈信息到手持终端2，用户可通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于 低功耗模式下；

F.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过手持终端2发送开机指 令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12开机，GPRS模块9 接收到手持终端2指令后，将该指令以串口通信的方式发送给MSP430单片机 8，MSP430单片机8识别开机指令后控制开关电路7接通，此时电源5重新 为主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电，主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14重新启动；用户也可分别发送关机指令1、2、 3、4控制北斗模块10、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14分别 启动；

G.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证GPRS模块9与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集 站处于正常工作状态；

H.地震仪采集站主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重启完成 后，MSP430单片机8控制GPRS模块9发送反馈信息到手持终端2，用户通 过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。

偏远山区或荒原地区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步 骤：

a.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机。经过自检过程后地震 仪进入采集状态正常工作，通过北斗上位机4对地震仪采集站工作状态进行监 控；

b.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户可通过 北斗上位机4发送关机指令1控制GPRS模块9关机，北斗模块10接收到北 斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给主控单元12 和MSP430单片机8，MSP430单片机8识别关机指令1后控制开关电路7 切断GPRS模块9供电，此时电源5为北斗模块10、采集站主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14正常供电，且单刀双掷模拟开关11接到主控单 元12一侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信；

c.不需要进行数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过北斗上位 机4发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别对采集站主控单元12、 采集单元13和GPS定位单元14进行断电操作，此时电源5无法为主控单元 12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电，主控单元12、采集单元13 和GPS定位单元14均处于关机状态；用户也可发送关机指令0直接控制除 MSP430单片机8和北斗模块10以外的采集单元13、GPS定位单元14、主 控单元12和GPRS模块9关机；

d.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证北斗模块10与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有北 斗模块10和MSP430单片机8处于待机状态，采集单元13、GPS定位单元 14、主控单元12和GPRS模块9均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

e.地震仪采集站实现低功耗模式后，MSP430单片机8控制北斗模块10 发送反馈信息到北斗上位机4，用户可通过得到的反馈结果获得各采集站的状 态，是否处于低功耗模式下；

f.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过北斗上位机4发送开机 指令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12开机，北斗模块10 接收到北斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给 MSP430单片机8，MSP430单片机8识别开机指令后控制开关电路7接通， 电源5重新为GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14 正常供电，GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重 新启动；用户也可分别发送关机指令1、2、3、4控制GPRS模块9、主控单 元12、采集单元13和GPS定位单元14分别启动；

g.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集站 处于正常工作状态；

h.地震仪采集站采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12重启完成 后，MSP430单片机8控制北斗模块10发送反馈信息到北斗上位机4，用户可 通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。

实施例2

城市及郊区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步骤：

A.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机。经过自检过程后地震 仪进入采集状态正常工作，此时可以通过GPRS网络服务器3对地震仪采集站 工作状态进行监控；

B.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户通过 GPRS网络服务器3发送关机指令1控制北斗模块10关机，GPRS模块9接 收到GPRS网络服务器3指令后，将该指令以串口通信的方式发送给主控单元 12和MSP430单片机8，MSP430单片机8识别关机指令1后控制开关电路 7切断北斗模块10供电，此时电源5为GPRS模块9、采集站主控单元12、 采集单元13以及GPS定位单元14正常供电，且单刀双掷模拟开关11接到主 控单元12一侧，保证GPRS模块9与采集站主控单元12正常串口通信；

C.不需要进行数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过GPRS网 络服务器3发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别对采集站主控 单元12、采集单元13和GPS定位单元14进行断电操作，此时电源5无法为 主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电，主控单元12、采集 单元13和GPS定位单元14均处于关机状态；用户还能发送关机指令0，直接 控制除MSP430单片机8和GPRS模块9以外的北斗模块10、采集单元13、 GPS定位单元14和主控单元12关机；

D.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证GPRS模块9与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有 GPRS模块9和MSP430单片机8处于待机状态，北斗模块10、采集单元13、 GPS定位单元14和主控单元12均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

E.地震仪采集站实现低功耗模式后，MSP430单片机8控制GPRS模块9 发送反馈信息到GPRS网络服务器3，用户可通过得到的反馈结果获得各采集 站是否处于低功耗模式下；

F.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过GPRS网络服务器3发 送开机指令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12开机，GPRS 模块9接收到GPRS网络服务器3指令后，将该指令以串口通信的方式发送给 MSP430单片机8，MSP430单片机8识别开机指令后控制开关电路7接通， 此时电源5重新为主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电， 主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重新启动；用户也可分别发送 关机指令1、2、3、4控制北斗模块10、主控单元12、采集单元13和GPS 定位单元14分别启动；

G.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证GPRS模块9与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集 站处于正常工作状态；

H.地震仪采集站主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重启完成 后，MSP430单片机8控制GPRS模块9发送反馈信息到GPRS网络服务器3， 用户通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。

偏远山区或荒原地区无缆存储式地震仪低功耗电源管理方法，包括以下步 骤：

a.首先布设无缆地震仪采集站，接好检波器后开机。经过自检过程后地震 仪进入采集状态正常工作，通过北斗上位机4对地震仪采集站工作状态进行监 控；

b.无缆地震仪处于正常工作状态，为降低地震仪采集站功耗，用户可通过 北斗上位机4发送关机指令1控制GPRS模块9关机，北斗模块10接收到北 斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给主控单元12 和MSP430单片机8，MSP430单片机8识别关机指令1后控制开关电路7 切断GPRS模块9供电，此时电源5为北斗模块10、采集站主控单元12、采 集单元13和GPS定位单元14正常供电，且单刀双掷模拟开关11接到主控单 元12一侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信；

c.不需要进行数据采集时，为降低无缆地震仪采集站功耗，通过北斗上位 机4发送关机指令2、3、4，以与步骤B同样的方式分别对采集站主控单元12、 采集单元13和GPS定位单元14进行断电操作，此时电源5无法为主控单元 12、采集单元13和GPS定位单元14正常供电，主控单元12、采集单元13 和GPS定位单元14均处于关机状态；用户也可发送关机指令0直接控制除 MSP430单片机8和北斗模块10以外的采集单元13、GPS定位单元14、主 控单元12和GPRS模块9关机；

d.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到MSP430单片 机8一侧，保证北斗模块10与MSP430单片机8正常串口通信，此时只有北 斗模块10和MSP430单片机8处于待机状态，采集单元13、GPS定位单元 14、主控单元12和GPRS模块9均处于关机状态，降低了地震仪采集站功耗；

e.地震仪采集站实现低功耗模式后，MSP430单片机8控制北斗模块10 发送反馈信息到北斗上位机4，用户可通过得到的反馈结果获得各采集站的状 态，是否处于低功耗模式下；

f.无缆地震仪采集站需重新启动采集数据时，通过北斗上位机4发送开机 指令0控制采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12开机，北斗模块10 接收到北斗上位机4指令后，将北斗上位机4指令以串口通信的方式发送给 MSP430单片机8，MSP430单片机8识别开机指令后控制开关电路7接通， 电源5重新为GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14 正常供电，GPRS模块9、主控单元12、采集单元13和GPS定位单元14重 新启动；用户也可分别发送关机指令1、2、3、4控制GPRS模块9、主控单 元12、采集单元13和GPS定位单元14分别启动；

g.同时MSP430单片机8控制单刀双掷模拟开关11接到主控单元12一 侧，保证北斗模块10与采集站主控单元12正常串口通信，此时地震仪采集站 处于正常工作状态；

h.地震仪采集站采集单元13、GPS定位单元14和主控单元12重启完成 后，MSP430单片机8控制北斗模块10发送反馈信息到北斗上位机4，用户可 通过得到的反馈结果获得各采集站是否处于正常工作状态。