2026 地震學 | 第八組

Raspberry Pi
智慧地震儀系統

結合 MPU6050 感測器、Python 程式設計、IoT 物聯網技術
打造即時震動偵測與 Discord 聲光警報系統

MPU6050 六軸感測器
1.2g 觸發加速度閾值
11 整學期作業

Raspberry Pi 地震儀專案介紹

從零開始架設,整合感測器、程式設計與物聯網警報系統

🔧 硬體架構

本專案使用 Raspberry Pi 4 作為主控端,透過 UART USB-to-TTL 傳輸線連接筆電進行控制。MPU6050 六軸感測器負責偵測地震波形,並整合 LED 警示燈與主動式蜂鳴器,組成完整的現場警報系統。

  • Raspberry Pi 4 主控板
  • MPU6050 三軸加速度 + 陀螺儀感測器
  • UART USB-to-TTL 6色傳輸線
  • LED 燈泡 + 主動式蜂鳴器
  • 麵包板 + 杜邦線
Raspberry Pi GPIO 腳位圖
硬體接線實況

硬體接線實況:MPU6050 連接樹莓派 GPIO

麵包板接線完成

麵包板接線完成圖(LED + 蜂鳴器 + 感測器)

⚙️ 實作步驟流程

01

UART 連線

安裝 PL2303 驅動程式,使用 MobaXterm 以 115200 bps 速率連線至樹莓派終端機

02

Wi-Fi 設定

使用 nmtui 工具連上手機熱點,讓樹莓派取得網路存取能力

03

I2C 啟用

透過 raspi-config 開啟 I2C 介面,執行 i2cdetect 確認感測器位址 0x68

04

Python 程式開發

安裝 mpu6050-raspberrypi 套件,撰寫即時讀取三軸加速度、角速度與溫度的腳本

05

Discord 警報整合

透過 Webhook 技術,偵測到 g 值超過閾值時自動推播警報至 Discord 頻道

06

聲光警報系統

使用 gpiozero 控制 GPIO 腳位,同步觸發 LED 燈亮起與蜂鳴器警報聲

🎬 實作影片展示

影片 1:MPU6050 感測器數據即時讀取

影片 2:LED 燈泡與蜂鳴器聲光警報觸發

影片 3:Discord 即時震動警報訊息推播

整學期的學習回顧

作業 1 至 作業 11,記錄從基礎理論到動手實作的每一個里程碑

作業 01

工具帳號申請與環境建置

建立本學期所需的三大開發平台帳號:Antigravity(AI 輔助開發)、GitHub(程式版本控制)、Hugging Face(機器學習模型部署),為後續的實作與報告打下基礎。

Antigravity 帳號 GitHub 帳號 HuggingFace 帳號
作業 02

地震學第一章網頁介紹

利用 Glitch 平台製作地震學第一章的互動式網頁,內容涵蓋地震的基本定義、地震波的種類(P波與S波)以及地震規模的分類方式。

🔗 前往網頁
作業 03

2016年美濃地震科學分析與演講心得

深入分析 2016 年 Mw 6.4 美濃地震事件,探討震源機制、地震波傳播特性,以及地震對台南地區建物的影響。並撰寫演講聽後心得,反思台灣的地震防災現況。

📄 下載報告(DOCX)
作業 04

震測實驗心得報告

參與震測實驗課程,透過親身操作地震儀器來學習地震波的接收原理與訊號處理流程,並將實驗過程與觀察到的波形數據整理成完整的實驗報告。

📄 查看報告(PDF)
作業 05

地震參訪心得報告

實地參訪地震相關機構或設施,親眼見識現代地震監測系統的運作方式,了解從感測器資料收集到地震速報發布的完整流程,並撰寫詳細的參訪心得。

📄 查看報告(PDF)
作業 06

宋冠毅老師演講心得

聆聽宋冠毅老師的專題演講後撰寫心得,了解地震學最前沿的研究議題以及學術研究者在地震觀測與分析領域的工作內容與成果。

📄 查看心得(PDF)
作業 07

地震學第三章報告

針對地震學第三章的核心理論進行深入整理,探討地震波的彈性理論、地球內部構造的探測方法,以及地震走時曲線的判讀與應用技術。

📄 查看報告(PDF)
作業 08

繪製震源機制球

學習震源機制球(沙灘球)的判讀原理,透過第一初動法分析真實地震資料,手動繪製並解讀震源機制,理解逆斷層、正斷層與走滑斷層在圖形上的表現差異。

📄 查看報告(PDF)
作業 09

綜合分析完整報告

整合前半學期所有學習內容,完成一份涵蓋地震基礎理論、波形分析、震源定位與防災應用的綜合性學術報告,展現跨主題的整合思考能力。

📄 查看報告(PDF)
作業 10

Demo 成果展示報告

完成期中實作 Demo 展示,現場演示地震資料分析成果,並將展示過程與技術細節整理為完整報告,包含程式執行截圖與分析結論。

📄 查看報告(PDF)
作業 11

🏆 期末報告:樹莓派地震儀

本學期最終成果!親手打造一套完整的 IoT 地震儀系統,成功整合硬體接線、感測器資料擷取、Python 自動化程式、Discord 即時推播警報,以及 LED + 蜂鳴器聲光警報,並部署本展示網頁作為期末報告媒介。

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