随着我国经济建设的飞速发展以及城市化进程的迅速推进,截止至2020年我国燃气管网总里程已接近十万公里。我国50%的国土面积位于Ⅶ度以上地震高烈度区域,包括23个省会城市和三分之二的百万人口以上的城市,城市附近若发生一次大地震就会给人类带来巨大的财产损失和重大的人员伤亡。长久以来,我国对于燃气管道工程抗震性能方面的研究已经日趋成熟,而对于地震发生后的紧急处置装置的研究仍有提升空间。目前,我国内陆使用的燃气地震阀门以工力所研制全机械式地震触发阀门为主,同时在国内几个城市设置了多个试运行的小区,在多次地震事件中能够正常关断燃气阀门,运行良好。但是,从中也反映出全机械式地震触发阀门的一些不足,比如体积过大安装维护较为麻烦,缺乏数据采集系统不便于震后数据分析评估等等。因此,本文设计一款基于振动自动唤醒的燃气地震开关,用于破坏性地震作用下燃气管道的紧急处置。首先,深入研究了全机械式地震触发阀门的控制原理,针对在地震事件中反映出的一些不足之处,本文在结合传统电磁阀的基础上,确定燃气地震开关嵌入式系统的总体结构方案并分析了系统的实现原理。燃气地震开关系统设计的关键在于在没有外界供电条件的情况下,通过内部电池自供电来完成对燃气管道阀门关断的控制,因此超低功耗自供电小型硬件化设计是整个系统需要解决的关键问题。其次,在确定了系统的总体结构方案之后,按照模块化设计思路将整个系统分成了主控模块、传感器模块、通信模块和阀门控制模块四个部分。主控模块基于超低功耗芯片ADu CM3029来实现,通过外接低功耗传感器ADXL362来实现数据采集的功能同时利用软件程序编写利用中断控制系统的其余部分休眠模式与工作模式之间的切换,从而实现振动自唤醒功能并实现低功耗设计需求。同时,采用低功耗的NB-IOT通信模块SIM7020,利用物联网通信技术,采用MQTT通信协议来实现设备与云服务器之间数据的发送与接收,实现指令的交互。最后过振动台,按照地震烈度仪的行业测试规范标准与标准传感器进行对比测试,加速度测量误差结果满足在振动频率小于20Hz情况下误差在5%之内;线性度误差测量结果满足小于1%的要求;燃气阀从触发到关断过程时间小于1.5秒,验证了该系统相关参数的准确性,符合标准。