地震监控系统硬件的电路方案
版本：V 1.0
深圳市非常智慧信息技术有限公司
2016 年09 月
目录
1 方案简介 (4)
2 方案设计 (4)
2.1 系统框图 (4)
2.2 主要元件选型 (4)
2.3 功耗估算 (6)
2.4 成本估算 (6)
1方案简介
本方案提供了一种低成本、低能耗的野外地质地震检测的电路设计。

本方案可实现：
●24bits 模数采样精度，GPS定时时戳获取
●地震采样数据保存于SD卡
●电池供电，工作时长可在1个月以上
●适应高寒、高温环境，工作温度：-40°C to 85°C
●……
2方案设计
2.1 系统框图
小板电路框图
2.2 主要元件选型
1、MCU的选型
我们主要在两款通用的内嵌处理器芯片之间选型：STM32和MSP430。

STM32是意法半导体公司生产的一种32位CPU处理器；MSP430是Ti公司生产的一款面向低成本、低能耗、高稳定性的通用处理器，在本方案中，我们选取其中集成了24位AD转换的型号。

这两款CPU，在工业控制领域，均得到广泛应用。

由表一可见，STM32和MSP430芯片各有优点，STM32性能更高；而MSP430能耗更低、片内具备24bits的AD转换器，无需外置独立的ADC器件。

本方案中，优选MSP430芯片。

2、GPS定位芯片的选型
SiRF和U-blox为目前为全球最大的两家GPS芯片供应商，其芯片被广泛用于智能手持终端（如手机、平板电脑）、车载导航等领域。

相比较而言，SiRF的芯片体积更小而更适合于在小型设备中集成，价格也稍有优势。

本方案中，SiRF芯片为优选。

2.3 功耗估算
TF卡：100mA ,3.0V
MCU(MSP430): 4.4mA，3.3V
GPS(SiRF GSD4e)：4.4mA,1.8V
地震传感器：（未定）
总功耗为（未包括地震传感器）：100*3+4.4*3.3+4.4*1.8=323mW。

我们下面估算一下采用电池供电（如2600mAH，9.88WH的手机电池）时，地震监控设备在野外可持续工作的时间：
9880/323=30.59小时。

这个时间长度显然是不够的，还需在软件中对能耗进行优化。

我们可采用“休眠”的方式进行数据采集。

即每秒中，MCU只开启10ms进行数据采集，其余990msMCU处于休眠状态。

休眠状态的设备能耗近似为0，可忽略不计。

则软件优化后，设备在野外工作的时间可在一个月以上。

2.4 成本估算
为主要的硬件Bom成本，供参考。