CN211209725U - 一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统 - Google Patents

Abstract

一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，包括SPD防涌保护器、用于检测SPD防涌保护器保障状态的SPD检测告警装置、用于窄带物联网通信的NB‑IoT通讯基站、由运营商管理的统一NB‑IoT数据接口的物联网平台、用于整个系统人机界面接口的SPD检测告警云平台、用于告警服务的终端服务平台，所述SPD防涌保护器与所述SPD检测告警装置电性连接，所述SPD检测告警装置与所述NB‑IoT通讯基站连接，所述NB‑IoT通讯基站与所述物联网平台连接，所述物联网平台与所述SPD检测告警云平台连接，所述SPD检测告警云平台与所述终端服务平台连接。

Description

一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统

技术领域

本实用新型涉及气象防雷监管领域，具体是一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统。

背景技术

雷电是一种常见的自然现象，是天空云层间的一种放电现象，雷电时释放的可观能量(数万伏至数十万伏冲击电压)会对遭受雷电的物体产生巨大的损害，对建筑物来说，会造成重大破坏与危险。雷电是年复一年的严重自然灾之一，雷电的危害是众所周知，会直接导致对人民生命财产造成破坏和损失。随着全球气候的变化，灾难性极端天气的频发，因雷电造成的人员伤亡和火灾事故发生率也在上升。如何运用科学技术手段，充分认识防雷减灾工作重要性、雷电灾害多发的严峻性，消除麻痹思想和侥幸心理，切实增强责任感和使命感，认真贯彻落“预防为主，防治结合″的方针，努力减少雷电灾害和损失是当前的首要任务。

由于现代防雷技术的发展，由原来被动防护变为主动防护，大幅度提高防雷措施的效能。电涌保护器(Surge Protective Device，SPD)，又称浪涌保护器，是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件，用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。近年来，电子信息系统(如电视、电话、通信、计算机网络等)发展迅猛，电子信息设备大量涌现和普及。这类系统和设备往往比较昂贵和重要，其工作电压、耐压水平很低，极易受到雷电电磁脉冲的危害，为此需采用SPD做过电压保护。

但是当前对建筑物防雷接地状况与SPD装置的检测，通常根据防雷等级要求以及现行规范要求对一般建筑物一年一次，危险品场所半年一次，人工现场检测方式进行，费时费力，且检测间隔时间长，人为影响大，存在着一定的风险隐患。特别是对于危险化学品生产、储存企业，现行的检测方式无法得到切实保障，无法确保防雷保护措施的长期持续处于可靠状态，一旦发生事故，后果将不堪设想。针对当前防雷检测的现状进行总结，存在以下缺点：人工到现场检测方式进行，费时费力，人为因素影响较大；检测间隔时间长，防护状态信息更新不及时，可靠性差；出现故障无法第一时间发出告警，存在安全隐患；存在缺漏点检的现象，不宜实现集中管理；分散的防雷检测数据是孤立的数据孤岛，缺乏统一管控；发生事故后可追溯性差。

为此，需要运用现代的技术实现实时的、在线的、集中管理的、具备高可靠性、可用性、安全性的气象防雷检测，可以实现对防雷设施长效管理的检测及服务系统，由原被动防护变为主动服务，大幅度提高防雷措施的效能。建设实行智能化防雷在线监测及服务系统是实现智慧防雷的具体措施，是建设智慧城市的重要举措

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，实现实时的、在线的、集中管理的、具备高可靠性、可用性、安全性的气象防雷检测，可以实现对防雷设施长效管理的检测及服务系统，由原被动防护变为主动服务，大幅度提高防雷措施的效能。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，包括SPD防涌保护器、用于检测SPD防涌保护器保障状态的SPD检测告警装置、用于窄带物联网通信的NB-IoT通讯基站、由运营商管理的统一NB-IoT数据接口的物联网平台、用于整个系统人机界面接口的SPD检测告警云平台、用于告警服务的终端服务平台，所述SPD防涌保护器与所述SPD检测告警装置电性连接，所述SPD检测告警装置与所述NB-IoT通讯基站连接，所述NB-IoT通讯基站与所述物联网平台连接，所述物联网平台与所述SPD检测告警云平台连接，所述SPD检测告警云平台与所述终端服务平台连接。

优选的，所述物联网平台为中国电信物联网开放平台或中国移动物联网开放平台。

优选的，所述终端服务平台包括信号显示屏、微信服务平台、电子邮件服务器平台、短信服务器平台。

优选的，所述SPD检测告警装置包括用于处理整个装置各类数据信号的MCU处理器、用于整个装置供电的供电模块、用于提供时钟信号的时钟模块、用于采集SPD防涌保护器状态信号的SPD遥信模块、用于定时采集SPD防涌保护器及其配电柜温度数据的温度检测模块、用于在本地提供告警指示的报警模块、用于实现MCU处理器处理与终端通信的通信模块，所述供电模块、所述时钟模块、所述SPD遥信模块、所述温度检测模块、所述报警模块、所述通信模块分别与所述MCU处理器电性连接；所述通信模块为用于窄带物联网通信的NB-IoT通信模块。

优选的，所述报警模块为继电器控制的声光报警模块。

优选的，所述供电模块为锂电池。

优选的，所述时钟模块为RTC实时时钟芯片。

优选的，所述温度检测模块为数字型温度检测传感器。

优选的，还包括用于定时采集微电流信号的微电流劣化检测模块。

优选的，还包括用于定时采集烟雾浓度的烟感检测模块，所述烟感检测模块为烟雾传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本系统实现实时的、在线的、集中管理的、具备高可靠性、可用性、安全性的气象防雷检测，可以实现对防雷设施长效管理的检测及服务系统，由原被动防护变为主动服务，大幅度提高防雷措施的效能。

本系统能实现全天候在线监测；告警历史记录、传感器历史读数均能保留，可以随时进行数据追溯与分析；本系统采用NB-IoT无线通信技术，具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量、安装调试方便等优势；可扩展性强，可以随时扩展检测点，无数量限制；统一平台管理，将所有传感设备进行一站式管理；系统使用简单，大部分功能通过最终用户手机即能实现，方便快捷，不需要特别培训；告警事件可以通过邮件、短信、微信、电话语音告知到对应的每一个用户(管理员)，实时、方便，在任何地方都能接收到告警；可以分别根据区域、管理范围(或设备类型)、位置对每个设备或一批设备设置告警动作，告警告知对象等信息，灵活方便。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1是本实用新型的防雷检测告警系统的结构示意图。

图2是本实用新型的防雷检测告警系统的业务流程图。

图3是本实用新型的防雷检测告警装置的结构示意图。

图4是本实用新型的防雷检测告警装置的业务流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，包括SPD防涌保护器、用于检测SPD防涌保护器保障状态的SPD检测告警装置、用于窄带物联网通信的NB-IoT通讯基站、由运营商管理的统一NB-IoT数据接口的物联网平台、用于整个系统人机界面接口的SPD检测告警云平台、用于告警服务的终端服务平台，SPD防涌保护器与SPD检测告警装置电性连接，SPD检测告警装置与NB-IoT通讯基站连接，NB-IoT通讯基站与物联网平台连接，物联网平台与SPD检测告警云平台连接，SPD检测告警云平台与终端服务平台连接。

SPD检测告警装置通过实时监测SPD防涌保护器的状态输出信号，确认系统对SPD防涌保护器的保护是否生效，并在SPD防涌保护器动作或失效瞬间了解到该设备状态，通过NB-IoT网络，将指令通过运营商的基站，将设备状态报告指令发送到物联网平台。

SPD检测告警云平台是整个系统的主要人机界面接口，由底层的物联网数据库服务器、应用层的业务流逻辑处理、用户WEB界面构成。通过接收由物联网平台转发的指令，将其分检存储于数据库，并对指令内容进行解析，判断是否生成告警事件。如果发生告警事件，SPD检测告警云平台通过云服务，对终端服务平台实现电子邮件、电话语音、短信等告警服务，或将指令下发微信公众号服务器，实现微信告警推送。SPD检测告警云平台除了告警下发功能外，同时具备用户信息管理、设备管理、定期检测预约、防雷通知/预警下发、防雷知识普及以及防雷检测设备整体状态显示等功能。

物联网平台为中国电信物联网开放平台或中国移动物联网开放平台。物联网平台是由运营商管理的统一的NB-IoT数据接口平台，鉴于中国电信的优秀网络覆盖状态，本系统推荐使用中国电信物联网开放平台，也兼容中国移动物联网开放平台。

终端服务平台包括信号显示屏、微信服务平台、电子邮件服务器平台、短信服务器平台。

如图2所示，SPD检测告警系统的业务流程为：当告警事件发生时，本地会发出声光报警，同时通过NB发出告警指令到远程服务器平台，服务器平台发送告警信息到气象管理中心的告警大屏，服务器平台也会以电子邮件和短信的方式发送消息到负责人和被监管单位，服务器平台还可以发送到微信公众号，以微信推送的方式推送告警信息。

如图3所示，SPD检测告警装置，包括用于处理整个装置各类数据信号的MCU处理器、用于整个装置供电的供电模块、用于提供时钟信号的时钟模块、用于采集SPD防涌保护器状态信号的SPD遥信模块、用于定时采集SPD防涌保护器及其配电柜温度数据的温度检测模块、用于在本地提供告警指示的报警模块、用于实现MCU处理器处理与终端通信的通信模块，供电模块、时钟模块、SPD遥信模块、温度检测模块、报警模块、通信模块分别与MCU处理器电性连接；通信模块为用于窄带物联网通信的NB-IoT通信模块。还包括用于定时采集微电流信号的微电流劣化检测模块。还包括用于定时采集烟雾浓度的烟感检测模块。

MCU处理器为低功耗微处理器。

供电模块为锂电池，由锂电池(3.6V、2400mAh)对整个装置进行供电，在24小时心跳和触发告警模式下可以连续工作2年。

时钟模块为RTC实时时钟芯片，MCU处理器通过SPI(Serial PeripheralInterface)接口从实时时钟(Real_Time Clock简称RTC)得到准确的时钟信号，来精确控制自身的休眠和唤醒，保证整个装置的低功耗，从而实现可靠的通信与更长时间的续航。

SPD遥信模块用于采集各SPD防涌保护器的状态信号，而MCU处理器处理采集到的各SPD防涌保护器的状态信号，检测到状态异常时会实时触发告警流程，发出告警信息。本装置可以支持采集常闭型和常开型的SPD防涌保护器的遥信状态。

温度检测模块为数字型温度检测传感器，外置在SPD防涌保护器及其配电柜上，MCU处理器通过单总线连接温度检测模块，定时采集温度检测数据，防止SPD防涌保护器及其配电柜温度过高。实际的应用场景中，可能会出现电流过大引起的SPD防涌保护器本身温度过高，严重时候甚至会导致起火事件，定时检测到的温度并进行阈值比较，如果超过阈值会进入告警处理流程，其中阈值可以通过软件设置。

报警模块为继电器控制的声光报警模块，在本地可以及时的提供声光告警指示。

通信模块为用于窄带物联网通信的NB-IoT通信模块，MCU处理器通过串行通信，与NB-IoT通信模块进行交互，通过窄带物联网将处理的各类信息发送到终端。而基于窄带物联网的特点，本装置也可以实现具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势。

微电流劣化检测模块通过定时采集微电流信号，将微电流信号经过转换为电压并调配到ADC的测量范围，MCU处理器定时检测ADC的值并进行阈值比较，判断劣化情况，如果超过阈值会进入告警处理流程。其中阈值可以通过软件设置。

烟感检测模块为烟雾传感器。定时采集烟雾浓度，浓度过高后发出报警烟雾浓度信号经过转换为电压并调配到ADC的测量范围，MCU处理器定时检测ADC的值并进行阈值比较，如果超过阈值会进入告警处理流程。其中阈值可以通过软件设置。

如图4所示，检测告警装置的业务流程为：首先进行系统内部的时钟初始化，然后进行调试用串口、NB模块通信串口、EEPROM(用来存储一些掉电保存的数据)、模拟数字转换(ADC)采样模块，单总线通信、定时器、实时时钟模块等外设的初始化，使用定时器定时读取各个检测模块(SPD遥信口、温度、微电流、烟雾浓度)的参数和状态，如果发现有异常或超过阈值的数据进入告警处理流程。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本系统实现实时的、在线的、集中管理的、具备高可靠性、可用性、安全性的气象防雷检测，可以实现对防雷设施长效管理的检测及服务系统，由原被动防护变为主动服务，大幅度提高防雷措施的效能。

本系统能实现全天候在线监测；告警历史记录、传感器历史读数均能保留，可以随时进行数据追溯与分析；本系统采用NB-IoT无线通信技术，具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量、安装调试方便等优势；可扩展性强，可以随时扩展检测点，无数量限制；统一平台管理，将所有传感设备进行一站式管理；系统使用简单，大部分功能通过最终用户手机即能实现，方便快捷，不需要特别培训；告警事件可以通过邮件、短信、微信、电话语音告知到对应的每一个用户(管理员)，实时、方便，在任何地方都能接收到告警；可以分别根据区域、管理范围(或设备类型)、位置对每个设备或一批设备设置告警动作，告警告知对象等信息，灵活方便。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，包括SPD防涌保护器、用于检测SPD防涌保护器保障状态的SPD检测告警装置、用于窄带物联网通信的NB-IoT通讯基站、由运营商管理的统一NB-IoT数据接口的物联网平台、用于整个系统人机界面接口的SPD检测告警云平台、用于告警服务的终端服务平台，所述SPD防涌保护器与所述SPD检测告警装置电性连接，所述SPD检测告警装置与所述NB-IoT通讯基站连接，所述NB-IoT通讯基站与所述物联网平台连接，所述物联网平台与所述SPD检测告警云平台连接，所述SPD检测告警云平台与所述终端服务平台连接。

2.根据权利要求1所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述物联网平台为中国电信物联网开放平台或中国移动物联网开放平台。

3.根据权利要求1所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述终端服务平台包括信号显示屏、微信服务平台、电子邮件服务器平台、短信服务器平台。

4.根据权利要求1所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述SPD检测告警装置包括用于处理整个装置各类数据信号的MCU处理器、用于整个装置供电的供电模块、用于提供时钟信号的时钟模块、用于采集SPD防涌保护器状态信号的SPD遥信模块、用于定时采集SPD防涌保护器及其配电柜温度数据的温度检测模块、用于在本地提供告警指示的报警模块、用于实现MCU处理器处理与终端通信的通信模块，所述供电模块、所述时钟模块、所述SPD遥信模块、所述温度检测模块、所述报警模块、所述通信模块分别与所述MCU处理器电性连接；所述通信模块为用于窄带物联网通信的NB-IoT通信模块。

5.根据权利要求4所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述报警模块为继电器控制的声光报警模块。

6.根据权利要求5所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述供电模块为锂电池。

7.根据权利要求6所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述时钟模块为RTC实时时钟芯片。

8.根据权利要求7所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，所述温度检测模块为数字型温度检测传感器。

9.根据权利要求4-8中任意一项所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，还包括用于定时采集微电流信号的微电流劣化检测模块。

10.根据权利要求4-8中任意一项所述的用于气象监管的在线式防雷检测告警系统，其特征在于，还包括用于定时采集烟雾浓度的烟感检测模块，所述烟感检测模块为烟雾传感器。

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