CN112526214A - 一种静电防护监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种静电防护监测系统，该系统包括：至少一个监控节点、被测接地设备、至少一个分控制器、看板以及服务器；其中，每个监控节点，与至少一个被测接地设备连接，用于实时计算每个被测接地设备接地时对应的接地电阻值，以及检测接地电阻值是否超出预设阈值；每个分组控制器，与多个监控节点连接，用于对监控节点进行控制以及从监控节点中获取接地电阻值以及检测结果；服务器，与多个分组控制器连接，用于从分组控制器中获取并保存接地电阻值以及检测结果；看板，与分组控制器连接，用于从分组控制器中获取并显示接地电阻值以及检测结果。本申请解决了现有技术中无法获取高精度量化接地电阻值、无法有效追溯分析的技术问题。

Description

一种静电防护监测系统

技术领域

本申请涉及静电防护技术领域，尤其涉及一种静电防护监测系统。

背景技术

静电防护是指为防止静电积累所引起的人身电击、火灾或爆炸、电子器件失效和损坏，以及对生产的不良影响而采取的防范措施。随着电子技术的迅猛发展，我国现在已经是世界电子产品代工市场最活跃、技术最先进的国家，静电防护被广泛的应用到多个领域，例如，工业生产、科技研发等，但是在实际应用过程中，除了采取静电防护措施，还需要对静电防护的过程以及效果进行监控。

目前，常见的静电防护监控主要是采用自动化监控装置对静电防护进行监控，其中，自动化监控装置主要是采用比较器电路对某一工位的被测接地设备进行检测。具体的，通过比较电路进行电阻检测与阈值电阻比较得到比较结果，然后根据比较结果得到该工位接地电阻合格与否结果，故通过自动化监控装置对被测接地设备进行静电防护监测，只能得到被测接地设备所对应的接地电阻合格与否的结果，无法获得测量过程中被测接地设备所对应的接地电阻的量化值，即无法形成具有说服力的可追溯数据，对故障溯源分析、防护优化均不能提供有力的帮助。在实际制造业生产线中具有工位多、场地大、分布广的特点，静电防护用品的更换频次直接影响企业的生产管理成本，除一次性人为损坏外，接点电阻的变化过程往往是缓慢的渐变过程，没有真实电阻值的记录分析，仅靠好与坏的检测结果无法有效掌握静电防护效果的变化趋势。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中无法获取高精度量化接地电阻值、无法有效追溯分析的技术问题，提供了一种静电防护监测系统，本申请实施例所提供的方案中，通过该系统能获得测量过程中被测接地设备所对应的接地电阻的量化值，即形成具有说服力的可追溯数据，对故障溯源分析、防护优化均提供有力的帮助、有效掌握静电防护效果的变化趋势，进而可根据接地电阻的量化值确定静电防护效果，进而提高了静电防护效果的准确性。

第一方面，本申请实施例提供的一种静电防护监测系统，该系统包括：至少一个监控节点、被测接地设备、至少一个分控制器以及服务器；其中，

每个所述监控节点，与至少一个所述被测接地设备连接，用于实时计算每个所述被测接地设备接地时对应的接地电阻值，以及检测所述接地电阻值是否超出预设阈值；

每个所述分组控制器，与多个所述监控节点连接，用于对所述监控节点进行控制以及从所述监控节点中获取所述接地电阻值以及检测结果；

所述服务器，与多个所述分组控制器连接，用于从所述分组控制器中获取并保存所述接地电阻值以及所述检测结果。

可选地，所述监控节点，包括：微控制单元MCU以及分别与所述微控制单元连接的通信模块、供电模块以及监测模块；其中，

所述通信模块，用于实现所述微控制单元与所述总线或外接其他设备之间的通信连接；

所述供电模块，用于采用隔离供电方式给所述微控制单元供电；

所述监测模块，包括被测接地设备监测模块以及接地电阻监测模块，所述被测接地设备监测模块用于实时检测计算被测接地设备的第一接地电阻值，所述接地电阻监测模块用于检测计算公共节点到外部静电接地体之间的第二接地电阻值；

所述微控制单元，用于控制所述通信模块、所述供电模块以及所述监测模块，以及根据所述第一接地电阻值和所述第二接地电阻值确定所述接地电阻值，并检测所述接地电阻值是否超出预设阈值。

可选地，所述通信模块包括总线通信模块、UART通信模块、IIC通信模块或通用IO接口。

可选地，所述监控节点，还包括：报警模块；所述报警模块包括警示灯模块或音频输出模块，用于在所述检测结果为所述接地电阻值超出预设阈值时，控制所述报警模块通过亮灯或语音方式进行报警。

可选地，所述监控节点，还包括：温湿度模块；所述温湿度模块用于获取当前环境的温湿度信息，以使得根据所述温湿度信息进行数据辅助分析。

可选地，所述分组控制器与所述至少一个监控节点之间通过总线连接。

可选地，所述总线为RS485、CAN或类似C-MBUS的通信供电共线的改良型总线。

可选地，所述服务器，还用于：接收用户输入的配置修改信息，根据所述配置修改信息生成修改指令，并将所述修改指令发送给每个所述分组控制器，以使得所述分组控制器将所述修改指令转发给每个所述监控节点，所述每个监控节点根据所述修改指令调整修改其配置信息。

可选地，还包括：看板；所述看板，与所述分组控制器连接，用于从所述分组控制器中获取并显示所述接地电阻值以及所述检测结果。

与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案具有如下有益效果：

1、在本申请实施例所提供的方案中，通过该系统能获得测量过程中被测接地设备所对应的接地电阻的量化值，即形成具有说服力的可追溯数据，对故障溯源分析、防护优化均提供有力的帮助、有效掌握静电防护效果的变化趋势，进而可根据接地电阻的量化值确定静电防护效果，进而提高了静电防护效果的准确性。

2、在本申请实施例所提供的方案中，通过报警模块在所述检测结果为所述接地电阻值超出预设阈值时，控制所述报警模块通过亮灯或语音方式进行报警，便于提醒用户，进而提高了用户的体验感受。

3、在本申请实施例所提供的方案中，通过温湿度模块获取当前环境的温湿度信息，以使得根据所述温湿度信息进行数据辅助分析，进而提高了数据分析的准确性。

4、在本申请实施例所提供的方案中，通过服务器接收用户输入的配置修改信息，根据配置修改信息生成修改指令，并将修改指令发送给每个分组控制器，以使得分组控制器将修改指令转发给每个监控节点，所述每个监控节点根据修改指令调整修改其配置信息，进而提高了系统的灵活性。

5、在本申请实施例所提供的方案中，通过看板与分组控制器连接，并实时从分组控制器中获取并显示接地电阻值以及检测结果，即能实时对每个分组控制器控制的监控节点检测的被测接地设备对应的接地电阻值以及检测结果进行监测，避免由于传输链路过长导致数据的时效性较差的问题。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种静电防护监测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种监控节点的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种检测接地电阻的电路图。

具体实施方式

本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，本申请实施例提供的一种静电防护监测系统，该系统，包括：至少一个监控节点11、被测接地设备12、至少一个分控制器13以及服务器14；其中，

每个所述监控节点11，与至少一个所述被测接地设备12连接，用于实时检测每个所述被测接地设备12接地时对应的接地电阻值，以及检测所述接地电阻值是否超出预设阈值；

每个所述分组控制器13，与多个所述监控节点11连接，用于对所述每个监控节点11进行控制以及从所述每个监控节点11中获取所述接地电阻值以及检测结果；

所述服务器14，与多个所述分组控制器13连接，用于从所述每个分组控制器13中获取并保存所述接地电阻值以及所述检测结果。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，被测接地设备12包括但不限制于防静电手环、电器设备或电动工具等需要接地的设备。

进一步,为了实现实时检测至少一个被测接地设备12接地时对应的接地电阻值，下面对监控节点11进行简要介绍。具体的，监控节点11的结构有多种，下面以一种较佳的为例进行说明。

参见图2，在一种可能实现的方式中，所述监控节点11，包括：微控制单元MCU111以及分别与所述微控制单元111连接的通信模块112、供电模块113 以及监测模块114；其中，

所述通信模块112，用于实现所述微控制单元111与所述总线或外接其他设备之间的通信连接；

所述供电模块113，用于采用隔离供电方式给所述微控制单元111供电；

所述监测模块114，包括被测接地设备监测模块1141以及接地电阻监测模块1142，所述被测接地设备监测模块1141用于实时检测计算被测接地设备的第一接地电阻值，所述接地电阻监测模块1142用于检测计算公共节点到外部静电接地体之间的第二接地电阻值；

所述微控制单元111，用于控制所述通信模块112、所述供电模块113以及所述监测模块114，以及根据所述第一接地电阻值和所述第二接地电阻值确定所述接地电阻值，并检测所述接地电阻值是否超出预设阈值。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，监控节点11可与至少一个被测接地设备12以及一个分组控制器13进行通信连接，因此，监控节点11中包含有通信模块。具体的，在本申请实施例所提供的方案中，监控节点11中所包含的通信模块有多种，下面以其中几种为例进行说明。

在一种可能实现的方式中，所述通信模块112包括总线通信模块、UART 通信模块、IIC通信模块或通用IO接口。

具体的，本申请实施例所提供的方案中，监控节点11通过总线通信模块与总线连接，然后再通过总线与至少一个被测接地设备12通过总线进行连接，例如，通过总线通信模块能实现总线和MCU串行通信信号的适配，其速率最高可达1Mbps。监控节点11处理通过总线模块与总线进行连接之外，还需要 UART通信模块、IIC通信模块或通用IO接口与其他设备进行数据交互。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，供电模块113包括但不限制于为隔离稳压供电模块，其允许5～18V直流供电。隔离稳压供电模块采用隔离供电的方式进行供电，其中，隔离供电的方式包括总线供电或单独供电。进一步，采用隔离供电的方式可以阻断监控节点11接地电路对输入端供电系统的影响。

进一步，当监测节点11对至少一个被测接地设备12进行实时检测计算其对应的接地电阻时，监测节点11还需要接地，因此，监测节点11在计算接地电阻值时，除了计算被测接地设备12所对应的接地电阻，还需要计算公共节点到外部静电接地体之间的接地电阻值。故本申请实施例所提供的方案中，监测模块114包括被测接地设备监测模块1141以及接地电阻监测模块1142。

由于被测接地设备12可以是防静电手环，也可以是其他需接地设备，故在本申请实施例所提供的方案中，被测接地设备监测模块1141可以对防静电手环进行监测，也可以对其他需接地设备进行监测。当被测接地设备监测模块 1141同时对防静电手环和其他需接地设备进行监测时，被测接地设备监测模块 1141包括防静电手环监测模块以及设备工具接地电阻监测模块，其中，防静电手环监测模块用于监测防静电手环接地时的电阻值，设备工具接地电阻监测模块用于监测设备工具接地时的电阻值。通过接地电阻监测模块1142检测计算公共节点到外部静电接地体之间的电阻值，即可实现多种接地电阻的同步测量。

进一步，当被测接地设备监测模块1141同时对防静电手环和其他需接地设备进行监测时，被测接地设备监测模块1141包括防静电手环监测模块以及设备工具接地电阻监测模块。为了实现微控制单元111与防静电手环监测模块、其他需接地设备以及接地电阻监测模块1142连接，微控制单元111包括至少三路10位模数转换接口，分别与防静电手环监测模块、设备工具接地电阻监测模块以及接地电阻监测模块1142连接。

进一步，若本申请实施例所提供的方案中，监控节点11所监控的防静电手环具有作业人员身份识别模块，则在与防静电手环监测模块连接的接口处还预留有1路单线总线，该单线总线与作业人员身份识别模块连接，通过接入具有身份识别功能的防静电手环实现作业员与测量数据的匹配，形成可用于人员作业管理的依据。

进一步，为了实现在被测接地设备12测量出现异常时报警，在一种可能实现的方式中，所述监控节点11，还包括：报警模块116；所述报警模块116 包括警示灯模块或音频输出模块，用于根据所述检测结果控制所述报警模块通过亮灯或语音方式进行报警。

在本申请实施例所提供的方案中，通过报警模块116在所述检测结果为所述接地电阻值超出预设阈值时，控制所述报警模块116通过亮灯或语音方式进行报警，便于提醒用户，进而提高了用户的体验感受。

进一步，为了提高数据分析的准确性，在一种可能实现的方式中，所述监控节点11，还包括：温湿度模块117；所述温湿度模块117用于获取当前环境的温湿度信息，以使得根据所述温湿度信息进行数据辅助分析。

在本申请实施例所提供的方案中，通过温湿度模块117获取当前环境的温湿度信息，以使得根据所述温湿度信息进行数据辅助分析，进而提高了数据分析的准确性。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述分组控制器13与所述至少一个监控节点11之间通过总线连接。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述总线为RS485、CAN或类似 C-MBUS的通信供电共线的改良型总线。

为了便于理解上述监控节点11对被测接地设备12进行实时检测计算被测接地设备12所对应的接地电阻值的过程，下面以同时检测防静电手环以及其他接地设备为例对其进行简要介绍。

参见图3，本申请实施例提供的一种检测接地电阻的电路图。在图3中，被测接地设备监测模块1141包括防静电手环监测模块以及设备工具接地电阻监测模块，由于防静电手环监测模块以及设备工具接地电阻监测模块检测计算接地电阻值的过程相同，下面对防静电手环监测模块检测计算接地电阻值的过程进行简要介绍。

在本申请实施例所提供的方案中，防静电手环监测模块采用回路测量法检测计算防静电手环所对应的接地电阻值。下面对回路测量法的过程进行简要介绍。

参见图3，防静电手环监测模块以及包括第一ADC采样引脚301、第一高精度参考电阻302以及第一电源模块303，其中，第一ADC采样引脚301分别与防静电手环两个端点连接，第一电源模块302与微控制单元111连接，第一高精度参考电阻302设置于第一电源模块303以及第二ADC采样引脚301 之间。设备工具接地电阻监测模块包括第二ADC采样引脚304、第二高精度参考电阻305以及第二电源模块306，其中，第二ADC采样引脚304分别与接地设备两个端点连接，第二电源模块306与微控制单元111连接，第二高精度参考电阻305设置于第二电源模块306以及第二ADC采样引脚304之间。

微控制单元111包括公共节点307以及公共接地线308；接地电阻监测模块1142包括第三ADC采样引脚309、第三高精度参考电阻3010以及第三电源模块3011，其中，第三ADC采样引脚309分别通过公共节点先308接地，第三电源模块3011与微控制单元111连接，第三高精度参考电阻3010设置于第三电源模块3011以及第三ADC采样引脚309之间。

通过微控制单元111的第一ADC采样引脚301测量防静电手环两个端点间的电压差，结合第一高精度参照电阻302，计算得到防静电手环与皮肤接触电阻、防静电手环线束电阻、防静电手环接插头接触电阻之和；同时公共接地线电阻监测模块利用相同的原理测量计算出节点中公共接地点307至外部静电接地体间的电阻值，从而得到人体通过手环的接地电阻值。当操作员防静电手环佩戴太松、手环线束断路、公共接地线308断开时，电阻值会明显变大，从而实现异常监测报警。

当使用设备工具接地电阻检测模块进行保护地接地电阻测量时，可将设备的2个不同接地点或2台不同设备的接地点通过引线同时接入设备工具接地电阻检测模块的两个端子，从而与大地形成回路完成测量。软接地和硬接地的测量原理相同，但为了得到精度更高的测量结果，监测模块中的高精度参照电阻 302、305、3010应选择与被测电阻值相近的阻值，一种优选的方案是软接地取1MΩ，硬接地取499Ω。

进一步，为了提高系统灵活性，在一种可能实现的方式中，所述服务器14，还用于：

接收用户输入的配置修改信息，根据所述配置修改信息生成修改指令，并将所述修改指令发送给每个所述分组控制器13，以使得所述分组控制器13将所述修改指令转发给每个所述监控节点11，所述每个监控节点11根据所述修改指令调整修改其配置信息。

具体的，分组控制器13与服务器14之间连接方式有多种，例如，多个分组控制器13可通过总线与通信总控器连接形成通信链路，然后通信总控器通过通用串口链路与服务器14连通，服务器14周期循环的发送指令到各个分组控制器13，读取各个监测节点上传的测量结果，并存储形成数据集，供管理员调用。管理员可通过监控终端及应用软件对服务器14中的数据进行查阅、统计分析，并可对每一个监测节点进行控制和配置。服务器14采用共享服务的方式，允许多用户同时访问，服务器14和监控终端接入路由器通过标准以太网进行互联互通。

在本申请实施例所提供的方案中，通过服务器14接收用户输入的配置修改信息，根据配置修改信息生成修改指令，并将修改指令发送给每个分组控制器，以使得分组控制器将修改指令转发给每个监控节点11，所述每个监控节点 11根据修改指令调整修改其配置信息，进而提高了系统的灵活性。

进一步，为了便于提高查看检测结果的时效性，在一种可能实现的方式中，还包括：看板15；所述看板15，与所述分组控制器13连接，用于从所述分组控制器13中获取并显示所述接地电阻值以及所述检测结果。

在本申请实施例所提供的方案中，通过看板15与分组控制器13连接，并实时从分组控制器13中获取并显示接地电阻值以及检测结果，即能实时对每个分组控制器13控制的监控节点检测的被测接地设备12对应的接地电阻值以及检测结果进行监测，避免由于传输链路过长导致数据的时效性较差的问题。

本申请实例所提供的方案中，通过至少一个监控节点11、被测接地设备12、至少一个分控制器13以及服务器14形成静电防护监测系统，在该系统中通过监控节点11实时检测计算连接的至少一个被测接地设备所对应的接地电阻值以及检测结果，然后将接地电阻值以及检测结果转发给分组控制器13，然后通过分组控制器13将接地电阻值以及检测结果转发给服务器，通过服务器保存接地电阻孩子以及检测结果。因此，通过该系统能获得测量过程中被测接地设备所对应的接地电阻的量化值，即形成具有说服力的可追溯数据，对故障溯源分析、防护优化均提供有力的帮助、有效掌握静电防护效果的变化趋势，进而可根据接地电阻的量化值确定静电防护效果，进而提高了静电防护效果的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种静电防护监测系统，其特征在于，包括：至少一个监控节点、被测接地设备、至少一个分控制器以及服务器；其中，

每个所述监控节点，与至少一个所述被测接地设备连接，用于实时计算每个所述被测接地设备接地时对应的接地电阻值，以及检测所述接地电阻值是否超出预设阈值；

每个所述分组控制器，与多个所述监控节点连接，用于对所述监控节点进行控制以及从所述监控节点中获取所述接地电阻值以及检测结果；

所述服务器，与多个所述分组控制器连接，用于从所述分组控制器中获取并保存所述接地电阻值以及所述检测结果。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控节点，包括：微控制单元MCU以及分别与所述微控制单元连接的通信模块、供电模块以及监测模块；其中，

所述通信模块，用于实现所述微控制单元与所述总线或外接其他设备之间的通信连接；

所述供电模块，用于采用隔离供电方式给所述微控制单元供电；

所述监测模块，包括被测接地设备监测模块以及接地电阻监测模块，所述被测接地设备监测模块用于实时检测计算被测接地设备的第一接地电阻值，所述接地电阻监测模块用于检测计算公共节点到外部静电接地体之间的第二接地电阻值；

所述微控制单元，用于控制所述通信模块、所述供电模块以及所述监测模块，以及根据所述第一接地电阻值和所述第二接地电阻值确定所述接地电阻值，并检测所述接地电阻值是否超出预设阈值。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括总线通信模块、UART通信模块、IIC通信模块或通用IO接口。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述监控节点，还包括：报警模块；所述报警模块包括警示灯模块或音频输出模块，用于在所述检测结果为所述接地电阻值超出预设阈值时，控制所述报警模块通过亮灯或语音方式进行报警。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监控节点，还包括：温湿度模块；所述温湿度模块用于获取当前环境的温湿度信息，以使得根据所述温湿度信息进行数据辅助分析。

6.如权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述分组控制器与所述至少一个监控节点之间通过总线连接。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述总线为RS485、CAN或类似C-MBUS的通信供电共线的改良型总线。

8.如权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述服务器，还用于：

接收用户输入的配置修改信息，根据所述配置修改信息生成修改指令，并将所述修改指令发送给每个所述分组控制器，以使得所述分组控制器将所述修改指令转发给每个所述监控节点，所述每个监控节点根据所述修改指令调整修改其配置信息。

9.如权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，还包括：看板；所述看板，与所述分组控制器连接，用于从所述分组控制器中获取并显示所述接地电阻值以及所述检测结果。

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