蜂窩狀布局的雷電預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蜂窩狀布局的雷電預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 多年來，氣象系統(tǒng)根據(jù)氣象多普勒雷達(dá)和衛(wèi)星信息，只能對(duì)大范圍，大時(shí)段雷電進(jìn) 行預(yù)報(bào)。而在較小的局部，對(duì)于來得快、突發(fā)性強(qiáng)、危害大的雷電，還沒有較好的預(yù)報(bào)方法。 新發(fā)展起來的根據(jù)雷電電場(chǎng)數(shù)值分析進(jìn)行的雷電預(yù)報(bào)，是解決小局部范圍雷電預(yù)警的有效 方法。而對(duì)于能夠在小局部范圍（方圓直徑5千米）、時(shí)間段在1小時(shí)內(nèi)進(jìn)行雷電預(yù)警還沒 有有效方法。對(duì)短時(shí)雷暴在相對(duì)準(zhǔn)確的地點(diǎn)和時(shí)間發(fā)生進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)更是一個(gè)空白。而這 種局部雷暴對(duì)石化企業(yè)、油庫、加油站、旅游景點(diǎn)、高爾夫球場(chǎng)等諸多場(chǎng)所具有很大的危害， 特別是易燃易爆場(chǎng)所更是十分危險(xiǎn)。目前的局部雷暴預(yù)警是由大氣電場(chǎng)強(qiáng)度探測(cè)儀進(jìn)行單 點(diǎn)預(yù)報(bào)_即獨(dú)立雷電預(yù)警裝置。以裝置為中心構(gòu)成的測(cè)量半徑，測(cè)量雷暴云的電場(chǎng)強(qiáng)度信 號(hào)，能夠給出本地測(cè)量半徑內(nèi)是否發(fā)生雷電、雷暴預(yù)警，但不能給出雷暴將發(fā)生在測(cè)量半徑 內(nèi)的具體位置以及雷暴云的走向，預(yù)報(bào)精度和準(zhǔn)確性受到限制，也極易出現(xiàn)誤報(bào)和漏報(bào)。
[0003] 本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)報(bào)精度較差的問題，提供一種新的蜂 窩狀布局的雷電預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于雷電預(yù)警中，具有預(yù)報(bào)精度較好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種蜂窩狀布局的雷電預(yù)警系統(tǒng)， 將單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，包括至少3個(gè)單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置、 后臺(tái)服務(wù)器、客戶終端，所述單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置帶有可監(jiān)測(cè)一定區(qū)域范圍內(nèi)大氣電場(chǎng)值大 小、方向、變化率物理參量及可監(jiān)測(cè)雷電閃擊發(fā)生時(shí)的光、電、磁和聲音物理參量的傳感器， 并具有無線和有線通信功能模塊；單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置通過無線或有線通信模塊將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 到的雷電預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)送至后后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器或云服務(wù)器，后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器或云服務(wù)器及時(shí) 存儲(chǔ)單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器的應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析和運(yùn)算處理，得出單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置所安裝區(qū)域的雷云生成和雷云運(yùn)動(dòng)軌跡情 況；單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置所安裝區(qū)域如有雷電閃擊發(fā)生，后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器的應(yīng)用軟件通過雷 電閃擊發(fā)生時(shí)的聲光及電磁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析計(jì)算出單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置所安裝區(qū)域范圍內(nèi)雷 電閃擊發(fā)生的具體時(shí)間和位置；后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器的應(yīng)用軟件可根據(jù)分析計(jì)算出單點(diǎn)雷電預(yù) 警裝置所安裝區(qū)域范圍內(nèi)雷電閃擊發(fā)生的具體時(shí)間和位置進(jìn)一步修正和優(yōu)化后臺(tái)數(shù)據(jù)服 務(wù)器的應(yīng)用軟件中雷電預(yù)警預(yù)報(bào)算法，以提高雷電預(yù)警預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性，降低漏報(bào) 率和誤報(bào)率；獲得授權(quán)的客戶終端可實(shí)時(shí)訪問后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，查詢獲取單點(diǎn)雷電預(yù)警裝 置所安裝區(qū)域范圍內(nèi)雷云形成、運(yùn)動(dòng)軌跡情況以及雷電閃擊發(fā)生的相關(guān)數(shù)據(jù)；后臺(tái)數(shù)據(jù)服 務(wù)器或云服務(wù)器也可實(shí)時(shí)將雷電預(yù)警數(shù)據(jù)信息傳輸給相關(guān)授權(quán)客戶終端；客戶終端接收獲 取到相關(guān)的雷電預(yù)警數(shù)據(jù)信息提醒后，做出相應(yīng)措施，以確保安全生產(chǎn)和降低應(yīng)雷電造成 的直接或間接災(zāi)害。
[0006] 本發(fā)明是在單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行二次組網(wǎng)開發(fā)，研究開發(fā)有線或無線傳 輸蜂窩布局探測(cè)器的雷電預(yù)警系統(tǒng)，將獨(dú)立探測(cè)器按照蜂窩形式進(jìn)行布局，通過有線或無 線傳輸技術(shù)，構(gòu)成多點(diǎn)蜂窩狀預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)局部雷暴云預(yù)期走向、雷暴可能發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行 預(yù)報(bào)，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)雷電閃擊發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本發(fā)明具有積極的效果：（1)將 單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電預(yù)警系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)：可對(duì)局部 雷暴云預(yù)期走向、雷暴可能發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，可有效降低誤報(bào)率及漏報(bào)率，通過 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)雷電閃擊發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可進(jìn)一步校對(duì)和修正預(yù)警系統(tǒng)后臺(tái)服 務(wù)器軟件計(jì)算算法的算法因子，可不斷完善和提高雷電預(yù)警預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。（2)將單點(diǎn)電 預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電預(yù)警系統(tǒng)，可提供給不同的客戶終端如PC 電腦、智能手機(jī)或其它智能終端實(shí)時(shí)有效的雷電預(yù)警信息，做到提前預(yù)防并采取及時(shí)有效 防護(hù)措施，可有效地降低雷電自然災(zāi)害以及因雷電產(chǎn)生的次生災(zāi)害。（3)將單點(diǎn)雷電預(yù)警裝 置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電預(yù)警系統(tǒng)，還可與其它數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)互 聯(lián)共享，可結(jié)合各省市氣象部門或其它相關(guān)部門單位的大范圍大區(qū)域內(nèi)的雷電觀測(cè)數(shù)據(jù)， 進(jìn)一步優(yōu)化本系統(tǒng)的軟件計(jì)算算法，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0007] 圖1為單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置的電路框圖；
[0008] 圖2為實(shí)施例1中的將單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電 預(yù)警系統(tǒng)組網(wǎng)框圖；
[0009] 圖3為實(shí)施例1中的探測(cè)器布點(diǎn)圖；
[0010] 圖4為實(shí)施例1中的雷云應(yīng)分布進(jìn)入示意圖；
[0011] 圖5為實(shí)施例1中的雷云應(yīng)分布進(jìn)入示意圖；
[0012] 圖6為實(shí)施例1中的雷云應(yīng)分布進(jìn)入示意圖；
[0013] 圖7為實(shí)施例1中的雷云應(yīng)分布進(jìn)入示意圖；
[0014] 圖8為實(shí)施例1中的坐標(biāo)建立示意圖；
[0015] 圖9為實(shí)施例1中的蜂窩狀布局雷電預(yù)警系統(tǒng)示意圖；
[0016] 圖10為實(shí)施例1中的蜂窩狀布局雷電預(yù)警系統(tǒng)示意圖。
[0017] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 【實(shí)施例1】
[0019] 圖1是本實(shí)施例用于蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電預(yù)警系統(tǒng)的單點(diǎn)雷電 預(yù)警裝置，包括：具有智能處理單元的單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置主機(jī)1、可監(jiān)測(cè)大氣電場(chǎng)大小和方 向以及電場(chǎng)變化率的大氣電場(chǎng)監(jiān)測(cè)探頭2、可監(jiān)測(cè)雷電發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的聲波和光波的雷電聲 光監(jiān)測(cè)傳感器3、可監(jiān)測(cè)雷電閃擊發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的電磁波的雷電電磁監(jiān)測(cè)傳感器4、無線通信 模塊5、GPS模塊6和有線通信模塊7。
[0020] 圖2是本實(shí)施例用于將單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷 電預(yù)警系統(tǒng)，包括：具有海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析運(yùn)算處理和數(shù)據(jù)通信功能的后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù) 器或云服務(wù)器1、具有圖1所示功能模塊電路框圖的單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、具有圖1所示功 能模塊電路框圖的單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3、具有圖1所示功能模塊電路框圖的單點(diǎn)雷電預(yù)警 裝置4、客戶終端5。注：圖2中所示的客戶終端5的數(shù)量可根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器或云服務(wù) 器容量和網(wǎng)絡(luò)通信帶寬進(jìn)行擴(kuò)展；蜂窩狀雷電預(yù)警系統(tǒng)至少需要單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單 點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4共3臺(tái)進(jìn)行組網(wǎng)，還可根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目情況進(jìn)行 數(shù)量擴(kuò)展，也可將多個(gè)工程項(xiàng)目的蜂窩布局進(jìn)行二次組網(wǎng)擴(kuò)展。
[0021] 所述用于將單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置按蜂窩狀布局組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的雷電預(yù)警系統(tǒng) 的工作方法包括如下步驟：
[0022] (a)單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4通過其自身 配備的無線通信模塊將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的雷電預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)送至后后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器或云服務(wù)器 1。發(fā)送的預(yù)警數(shù)據(jù)包括單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置安裝位置區(qū)域的大氣電場(chǎng)值、雷電閃擊發(fā)生時(shí) 的聲光及電磁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0023] (b)后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器或云服務(wù)器1及時(shí)存儲(chǔ)單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝 置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4發(fā)送的數(shù)據(jù)；
[0024] (c)后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器1的應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算處 理，得出單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4所安裝區(qū)域的雷 云生成和雷云運(yùn)動(dòng)大致軌跡情況；
[0025] (d)單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4所安裝區(qū)域 如有雷電閃擊發(fā)生，后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器1的應(yīng)用軟件還可通過雷電閃擊發(fā)生時(shí)的聲光及電磁 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析計(jì)算出單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4所安 裝區(qū)域范圍內(nèi)雷電閃擊發(fā)生的具體時(shí)間和位置；
[0026] (e)后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器1的應(yīng)用軟件可根據(jù)分析計(jì)算出單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置2、單點(diǎn)雷 電預(yù)警裝置3和單點(diǎn)雷電預(yù)警裝置4所安裝區(qū)域范圍內(nèi)雷電閃擊發(fā)生的具體時(shí)間和位置進(jìn) 一步修正和優(yōu)化后臺(tái)數(shù)