一种雷电流采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种雷电流采集装置，包括封装外壳

【技术实现步骤摘要】
一种雷电流采集装置


[0001]本技术涉及数据采集
，尤其涉及一种雷电流采集装置
。

技术介绍

[0002]雷电灾害作为主要灾害之一，曾造成过许多经济损失和人员伤亡
。
随着电子信息技术的发展，电子设备和电器得到越来越广泛的应用，高层建筑
、
大型数据中心
、
工业园区等建筑物较为复杂，内部安装有许多的电气电子设备，对防雷的需求迫切
。
然而设备受到雷击后，即使花费大量的人力物力定期巡检，但由于雷击的时间
、
地点的不确定性，也不能完全避免雷击事故的发生
。
每年仍有大量的雷击事故发生，造成巨大的经济损失，因此雷电灾害防护的重要性日益突出起来，准确地了解雷电流特性对于防雷系统来说是至关重要的
。
遗憾的是，以往人们受测量手段和仪器的限制，无法记录自然界中随机产生并且稍纵即逝的雷电流
。
[0003]对于上述情况，现有技术中，如公开号为
CN209148755U
的中国技术专利文件，公开了一种“雷电流监测单元和雷电流监测系统”，其是通过检测流过避雷针的雷电流，同时进行过流保护，从而能够提升雷电流监测单元和雷电流检测系统的安全性，由此，在后续为雷电的分析提供数据支持，但还存在以下缺陷：
[0004]1)
无法进行环境监测，应用条件有限，即不适用于如风力发电机等设备所在的户外艰苦环境；
[0005]2)
数据收集类型单一，获取数据的可靠性不高；
[0006]3)
数据获取方式单一，当电路出现故障时，容易丢失数据
。

技术实现思路

[0007]本技术方案的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种雷电流采集装置，可用于监测雷电流冲击
、
环境温湿度，并将监测的结果通过无线方式上传至基站服务器，进行后期分析
。
[0008]本技术是通过采用下述技术方案实现的：
[0009]一种雷电流采集装置，与远程基站服务器通讯连接，其特征在于：包括封装外壳
、
控制主板
、
无线传输模组和电源单元；所述控制主板设置于封装外壳的内部，用于完成目标信号的采集和分析；所述无线传输模组设置于封装外壳的内部，并通过串口与控制主板通讯连接，用于实现控制主板与基站服务器之间的远程指令和数据传输；所述电源单元设置于封装外壳的内部，用于为控制主板和无线传输模组提供工作电源
。
[0010]优选的，所述电源单元包括安装于封装外壳上的电源接口和设置于封装外壳内部的
DC/DC
转换模块，电源接口通过
DC/DC
转换模块接入所述控制主板
。
[0011]优选的，所述无线传输模组包括
Lora
模块和
/
或
GPRS
模块
。
[0012]优选的，所述控制主板包括中央处理器
、
雷电流采集单元
、
环境监测单元
、RTC
时钟模块和调试模块；所述雷电流采集单元与中央处理器连接，用于采集雷电流信号；所述环境
监测单元与中央处理器连接，用于采集环境参数，包括湿度
、
压力和温度；所述
RTC
时钟模块与中央处理器连接，用于为中央处理器提供工作时钟；所述调试模块与中央处理器连接，用于对中央处理器和雷电流采集单元进行调试
。
[0013]优选的，所述中央处理器为
STM32
处理器
。
[0014]优选的，所述雷电流采集单元包括
FPGA
模块
、
两个
ADC
模块和两个安装于封装外壳上的采集接口，两个采集接口分别通过两个
ADC
模块接入
FPGA
模块
。
[0015]优选的，所述雷电流采集单元还包括与
FPGA
模块连接的
SRAM
模块
。
[0016]优选的，所述无线传输模组还包括用于获得实时时刻的
GPS
模块
。
[0017]优选的，所述调试模块包括信号转换模块和安装于封装外壳上的调试接口，调试接口通过信号转换模块接入中央处理器
。
[0018]进一步的，雷电流采集模块采集通道对外接口均进行了隔离，防止天线引入雷电流导致板载元器件损毁
。
[0019]本技术所带来的有益的技术效果：
[0020]1)
本技术方案可适用于监测风力发电机的雷电流冲击
、
环境温湿度，并将监测的结果通过无线方式上传至基站服务器，进行后期分析
。
并且，基于控制主板对目标信号的分析功能，本技术方案可在控制主板中预设报警阈值，采集到的雷电流值落入报警阈值范围内，控制主板则通过无线传输模组将雷电流数据加上当时时刻打包发送至基站服务器
。
[0021]2)
设备采取
MCU+FPGA
的双核心的架构，
MCU
通过
FSMC
总线与
FPGA
通讯
。MCU
设置超限阈值到
FPGA
，
FPGA
采集
ADC
数据
、
并比对超限阈值，对超限的采样点通过中断及时上报给
MCU
，
MCU
读取超限时刻数据，通过无线发送报警数据至远端基站
。
[0022]3)
本技术方案只是采集装置自检，按照设置的自检时刻，每天定时进行自检，并将自检的结果加上当时时刻打包发送至基站服务器
。
[0023]4)
本技术方案适应环境宽，可监测移动基站无法覆盖的区域
。
选用
GPRS
或者
Lora
无线方式数据传输给远端基站
。Lora
方式可用于移动基站无法覆盖的区域，各风机的雷电流监测数据通过
Lora
方式集中到
Lora
服务基站，服务基站架设在移动基站覆盖区域，由服务基站的服务器通过
GPRS
传回给远端服务器，以便进行集中监测
。
[0024]5)
异常数据通过实时回传远端服务器，同时也存入板载
flash
，在无法进行无线传输的时候，也可以留存宝贵数据，后期可通过串口回读至便携式电脑
。
[0025]6)
考虑到设备安装于风力发电机顶部，维护不方便，雷电流采集模块采用
RTC
和
GPS
两种方案获得实时时刻
。RTC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种雷电流采集装置，与远程基站服务器通讯连接，其特征在于：包括封装外壳
、
控制主板
、
无线传输模组和电源单元；所述控制主板设置于封装外壳的内部，用于完成目标信号的采集和分析；控制主板包括中央处理器
、
雷电流采集单元
、
环境监测单元
、RTC
时钟模块和调试模块；所述雷电流采集单元与中央处理器连接，用于采集雷电流信号；所述环境监测单元与中央处理器连接，用于采集环境参数，包括湿度
、
压力和温度；所述
RTC
时钟模块与中央处理器连接，用于为中央处理器提供工作时钟；所述调试模块与中央处理器连接，用于对中央处理器和雷电流采集单元进行调试；所述无线传输模组设置于封装外壳的内部，并通过串口与控制主板通讯连接，用于实现控制主板与基站服务器之间的远程指令和数据传输；所述电源单元设置于封装外壳的内部，用于为控制主板和无线传输模组提供工作电源
。2.
如权利要求1所述一种雷电流采集装置，其特征在于：所述电源单元包括安装于封装外壳上的电源接口和设置于封装外壳内部的
DC/DC
转换模块，电源接口通过
DC/DC
转换模块接入所述控制主板
。3.
如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：段芙蓉，汪虎强，孙守任，
申请(专利权)人：成都长波仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：