背景技術(shù)：

閃電是云內(nèi)的帶電區(qū)域之間或者云與行星的表面之間的靜電放電。存在四種基本類型的閃電：云內(nèi)閃電；云間閃電；云空閃電；以及云地閃電。云間閃電普遍發(fā)生在雷雨的開(kāi)始時(shí)。氣象局使用閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與天氣雷達(dá)結(jié)合來(lái)定位并追蹤雷雨。

存在三種基本類型的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：使用多個(gè)監(jiān)測(cè)器的基于地的系統(tǒng)；移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(通常在航空器上)；以及基于空間的系統(tǒng)。每種閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都具有它們自身的局限性。由于移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用衰減而非三角測(cè)量來(lái)確定閃電位置，因此移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能難以辨別是弱的雷擊在靠近還是強(qiáng)的雷擊在遠(yuǎn)去。由于基于空間的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或基于地的系統(tǒng)相比花費(fèi)更多的時(shí)間去傳播信息，因此來(lái)自基于空間的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息對(duì)于諸如空中導(dǎo)航的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)價(jià)值有限。

諸如美國(guó)國(guó)家氣象局等的氣象局使用基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用來(lái)自多個(gè)位置的多個(gè)監(jiān)測(cè)器的三角測(cè)量來(lái)確定雷擊的位置。例如，國(guó)家雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)(nldn)包括貫穿美國(guó)大陸而分布的大約100個(gè)基于地的監(jiān)測(cè)器。這些監(jiān)測(cè)器感測(cè)雷擊的電磁信號(hào)，并且經(jīng)由衛(wèi)星將數(shù)據(jù)發(fā)送至美國(guó)亞利桑那州的圖森的中央處理位置，該中央處理位置通過(guò)對(duì)三個(gè)或更多個(gè)信號(hào)進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)估計(jì)雷擊的位置。

傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也存在一些缺陷。最顯著的缺陷是由于有限數(shù)量的基于地的監(jiān)測(cè)器而引起精度不夠。由于基于地的閃電監(jiān)測(cè)器之間相隔可能數(shù)百英里，因此即使最先進(jìn)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度也是受限制的。

由于可能是一個(gè)監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)發(fā)起云上的閃電的位置而另一個(gè)監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)接收云上的閃電的位置，因此利用傳統(tǒng)的基于地的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)云間閃電尤其困難。為了在可接受的誤差范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)并定位云間閃電，基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)需要至少三個(gè)監(jiān)測(cè)器。由于基于地的閃電監(jiān)測(cè)器的數(shù)量受限，因此傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)低估云間閃電。在監(jiān)測(cè)云空閃電的情況下，傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器也具有類似的缺陷。

可以通過(guò)增加基于地的監(jiān)測(cè)器的數(shù)量來(lái)提高傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的精度。然而，每次制造、部署以及維護(hù)基于地的監(jiān)測(cè)器時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的成本都增加。因此，需要提高閃電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的精度的同時(shí)降低基于地的監(jiān)測(cè)器的制造、部署和維護(hù)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺陷和其它缺陷，提供示例性實(shí)施例的多個(gè)方面。

根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種系統(tǒng)，包括：閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；以及分析單元，被配置為：經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)從便攜式通信裝置接收表示所述便攜式通信裝置的位置以及雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離的數(shù)據(jù)；部分地基于所述便攜式通信裝置的位置以及所述雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離來(lái)確定所述雷擊的位置；以及將所述雷擊的位置存儲(chǔ)到所述閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種便攜式通信裝置，包括：位置監(jiān)測(cè)單元，被配置為確定所述便攜式通信裝置的位置；閃電監(jiān)測(cè)單元，被配置為監(jiān)測(cè)雷擊并確定所述雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離；以及射頻電路，被配置為經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)輸出表示所述便攜式通信裝置的位置以及所述雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離的數(shù)據(jù)。

根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種閃電監(jiān)測(cè)方法，其包括：經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)從便攜式通信裝置接收表示所述便攜式通信裝置的位置以及雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離的數(shù)據(jù)；部分地基于所述便攜式通信裝置的位置以及所述雷擊與所述便攜式通信裝置之間的距離來(lái)確定所述雷擊的位置；以及將所述雷擊的位置存儲(chǔ)到閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖可以更好地理解示例性實(shí)施例的各方面。附圖中的組件不一定按比例，而是重點(diǎn)在于示出示例性實(shí)施例的原理。

圖1是示出傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自上而下視圖。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自上而下視圖。

圖2b是圖1所示的傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖。

圖2c是圖2a所示的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的通信裝置的概要圖。

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的通信裝置的電場(chǎng)監(jiān)測(cè)器的概要圖。

圖4b是示出使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖4a所示的電場(chǎng)監(jiān)測(cè)器的觸摸感測(cè)和電場(chǎng)監(jiān)測(cè)的方法的流程圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖2a所示的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的另一概要圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的元素或步驟。

圖1是傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的自上而下視圖。如圖1所示，基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100包括基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101、102和103。監(jiān)測(cè)器101、102和103被配置為監(jiān)測(cè)雷擊110，估計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)器與雷擊110之間的距離，以及將該距離通信至中央處理器(未圖示)，其中該中央處理器被配置為通過(guò)對(duì)雷擊110的位置和已知的基于地的監(jiān)測(cè)器的位置進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)估計(jì)雷擊110的位置。

響應(yīng)于云地雷擊110，閃電監(jiān)測(cè)器101估計(jì)從監(jiān)測(cè)器101到雷擊110的距離131，并且閃電監(jiān)測(cè)器102估計(jì)從監(jiān)測(cè)器102到雷擊110的距離132。如果雷擊在第三個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器的可監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，則傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100僅可以區(qū)分位置110處的雷擊和位置110’處的雷擊。在本示例中，由于閃電監(jiān)測(cè)器103位于估計(jì)從監(jiān)測(cè)器103到雷擊110的距離133的范圍內(nèi)，因此傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100僅能夠確定雷擊110的位置。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的自上而下視圖。如圖2a所示，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200包括遍布在地球上的多個(gè)位置處的多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210。由于閃電監(jiān)測(cè)器210的數(shù)量大于傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)器101～103的數(shù)量，因此閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的精度和可靠度顯著大于傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的精度和可靠度。在圖2a所示的示例中，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200包括閃電監(jiān)測(cè)器210a、210b和210c，并且無(wú)論傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)器103是否位于監(jiān)測(cè)雷擊110的范圍之內(nèi)，均可以確定雷擊110的位置。

與傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100相比，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200還具有增大的垂直范圍。圖2b是傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的側(cè)視圖。簡(jiǎn)便起見(jiàn)，示出了兩個(gè)傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101和102。但是，相同的分析適用于需要用于三角測(cè)量的至少三個(gè)監(jiān)測(cè)器的系統(tǒng)。如圖2b所示，傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101和102各自具有范圍r。各個(gè)范圍r的重疊使得傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100具有有效的垂直范圍h100。

圖2c是包括閃電監(jiān)測(cè)器210a和210b的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的側(cè)視圖。在假定閃電監(jiān)測(cè)器210a和210b與傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101和102具有相同的范圍r的情況下，閃電監(jiān)測(cè)器210a和210b的接近使得閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200具有比傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的有效垂直范圍h100大的有效垂直范圍h200。

閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200可以與傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100相結(jié)合。例如，各個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以將閃電監(jiān)測(cè)器210與雷擊110之間的距離輸出至傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100所使用的同一中央處理器。通過(guò)將傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101、102和103所進(jìn)行的監(jiān)測(cè)與多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210所進(jìn)行的監(jiān)測(cè)相結(jié)合，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的精度顯著大于傳統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的精度。還可以將基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和/或基于空間的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，以進(jìn)一步提高閃電監(jiān)測(cè)的可靠度和精度。

如上所述，在每次制造、部署和維護(hù)基于地的監(jiān)測(cè)器101～103時(shí)，傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的成本增加。然而，如下文所述，通過(guò)將閃電監(jiān)測(cè)器210并入便攜式通信裝置300，基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200降低或消除了附加的成本。除了提高閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的精度，將閃電監(jiān)測(cè)器210并入便攜式通信裝置300，這使得將部署和維護(hù)閃電監(jiān)測(cè)器210的成本從維護(hù)閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的人轉(zhuǎn)移到購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)便攜式通信裝置300的人身上。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的便攜式通信裝置300的概要圖。如圖3所示，便攜式通信裝置300可以包括存儲(chǔ)器310、一個(gè)或多個(gè)處理器320、輸入/輸出子系統(tǒng)330、一個(gè)或多個(gè)輸出裝置340、一個(gè)或多個(gè)輸入裝置360、射頻(rf)電路370、一個(gè)或多個(gè)傳感器380以及電力系統(tǒng)390。

存儲(chǔ)器310可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。例如，存儲(chǔ)器310可以包括高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器以及/或者諸如一個(gè)或多個(gè)磁盤(pán)存儲(chǔ)裝置、閃存裝置和/或其它非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器等的非易失性存儲(chǔ)器。

便攜式通信裝置300包括位置監(jiān)測(cè)模塊312。位置監(jiān)測(cè)模塊312可以是被配置為確定或估計(jì)通信裝置310的位置的任何合適的裝置。如圖3所示，位置監(jiān)測(cè)模塊312可以被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)器310中所存儲(chǔ)的由一個(gè)或多個(gè)處理器320執(zhí)行的指令集。作為選擇，位置監(jiān)測(cè)模塊312可以通過(guò)硬件或者硬件和計(jì)算機(jī)可讀指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。位置監(jiān)測(cè)模塊312可以通過(guò)任何合適的部件來(lái)確定或估計(jì)通信裝置310的位置，這些合適的部件包括全球定位系統(tǒng)(gps)、輔助gps(a-gps)、基于wi-fi的定位系統(tǒng)、基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位等。

一個(gè)或多個(gè)處理器320可以包括中央處理單元(cpu)322、一個(gè)或多個(gè)控制器324、以及/或者一個(gè)或多個(gè)外圍控制器326等。處理器320可以集成到單個(gè)半導(dǎo)體芯片中或者可以由多于一個(gè)的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)或多個(gè)處理器320可以執(zhí)行存儲(chǔ)器310中所存儲(chǔ)的各種軟件程序和/或指令集，以處理數(shù)據(jù)和/或針對(duì)裝置300執(zhí)行各種功能。

輸入/輸出子系統(tǒng)330將裝置300上的諸如輸出裝置340、輸入裝置360和傳感器380等的輸入/輸出外圍設(shè)備連接至外圍控制器326。輸入/輸出子系統(tǒng)330可以包括一個(gè)或多個(gè)輸出控制器334、一個(gè)或多個(gè)輸入控制器336、以及/或者一個(gè)或多個(gè)傳感器控制器338等。一個(gè)或多個(gè)輸出控制器334相對(duì)于輸出裝置340發(fā)送/接收電信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)輸入控制器334相對(duì)于輸入裝置360接收/發(fā)送電信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)傳感器控制器338相對(duì)于輸入裝置380接收/發(fā)送電信號(hào)。

一個(gè)或多個(gè)輸出裝置可以包括顯示器342、揚(yáng)聲器344、一個(gè)或多個(gè)外部端口等。顯示器342可以是被配置為輸出可見(jiàn)光的任何合適的裝置，例如液晶顯示器(lcd)、發(fā)光聚合物顯示器(lpd)、發(fā)光二極管(led)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)等。

一個(gè)或多個(gè)輸入裝置360可以包括鍵盤(pán)362、鼠標(biāo)(或軌跡球)364、靜態(tài)或視頻照相機(jī)366、觸摸板368等。觸摸板368可以包括任何合適的技術(shù)來(lái)確定手指或觸針相對(duì)于裝置300的位置。如下文所述，觸摸板368可以包括電阻式觸摸傳感器、自電容式觸摸傳感器、交互電容式觸摸傳感器等。觸摸板368可以被顯示器342覆蓋或者與顯示器342集成，以形成觸感顯示器或觸摸屏。

rf電路370可以是被配置為發(fā)送和/或接收rf信號(hào)的任何合適的裝置。rf電路370可以包括天線系統(tǒng)371、rf收發(fā)器、一個(gè)或多個(gè)放大器、調(diào)諧器、一個(gè)或多個(gè)振蕩器、數(shù)字信號(hào)處理器、codec芯片組、用戶身份識(shí)別模塊(sim)卡、存儲(chǔ)器等。rf電路370可以經(jīng)由電磁信號(hào)與其它通信裝置或諸如因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(例如蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)(lan)、以及無(wú)線通信所利用的其它裝置等)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。無(wú)線通信可以使用多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和技術(shù)中的任何一種，其包括全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(gsm)、增強(qiáng)的數(shù)據(jù)gsm環(huán)境(edge)、高速下行分組接入(hsdpa)、寬帶碼分多址(w-cdma)、碼分多址(cdma)、時(shí)分多址(tdma)、藍(lán)牙、無(wú)線保真(wi-fi)(例如ieee802.11)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話(voip)、wi-max、或者包括尚未開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議的任何其它合適的通信協(xié)議。

電力系統(tǒng)390可以是被配置為向裝置300的元件分配電力的任何合適的裝置。電力系統(tǒng)390可以包括一個(gè)或多個(gè)電源(例如，電池、交流電(ac)等)、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電力管理系統(tǒng)、再充電系統(tǒng)、電力故障監(jiān)測(cè)電路、電力轉(zhuǎn)換器或換流器、電力狀態(tài)指示器(例如，發(fā)光二極管(led))以及與在電子裝置中生成、管理和分配電力相關(guān)聯(lián)的任何其它元件。

一個(gè)或多個(gè)傳感器380可以包括接近傳感器382、環(huán)境光傳感器384、加速計(jì)386和陀螺儀等。接近傳感器382可以是被配置為監(jiān)測(cè)便攜式通信裝置300是否處于對(duì)象的預(yù)定距離以內(nèi)的任何合適的裝置。例如，當(dāng)接近傳感器382確定為在電話通話期間裝置300位于用戶的面部附近或者裝置300的蓋被關(guān)閉時(shí)，便攜式通信裝置300可以被配置為去激活(deactivate)顯示器342和/或觸摸板368。環(huán)境光傳感器384可以是被配置為確定環(huán)境光的量的任何合適的裝置。例如，便攜式通信裝置300可以被配置為基于環(huán)境光傳感器所監(jiān)測(cè)到的環(huán)境光的量來(lái)調(diào)整顯示器342的亮度。

圖3所示的便攜式通信裝置300是被配置為向移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的電子裝置(即，“智能手機(jī)”)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，圖3所示的便攜式通信裝置300僅僅是便攜式通信裝置的一個(gè)示例，并且裝置300可以具有與示出的示例相比更多或更少的元件、可以組合兩個(gè)或更多個(gè)元件、或者可以具有元件的不同結(jié)構(gòu)或配置。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，便攜式通信裝置300可以是被配置為監(jiān)測(cè)閃電、與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)510通信、以及進(jìn)行與閃電監(jiān)測(cè)不相關(guān)的至少一個(gè)其它功能的任何合適的電子裝置。便攜式通信裝置300可以是例如連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算裝置(例如個(gè)人數(shù)字助理(pda)、平板、筆記本電腦、便攜式天氣監(jiān)測(cè)器、gps接收器等)或者連接網(wǎng)絡(luò)的交通工具(例如汽車、輪船、飛機(jī)、衛(wèi)星車等)。

在其它示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以并入諸如連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)、家電、住宅、辦公樓或其它結(jié)構(gòu)等的非便攜式通信裝置中。非便攜式通信裝置可以確定自身的位置以及/或者將自身的位置發(fā)送給閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200。作為選擇，非便攜式通信裝置的位置對(duì)于閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200來(lái)說(shuō)可以是已知的。

便攜式通信裝置300包括一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210。圖3所示的各種元件可以以硬件、軟件、或者硬件和軟件兩者的結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括一個(gè)或多個(gè)信號(hào)處理和/或?qū)Ｓ眉呻娐贰?/p>

一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以是被配置為監(jiān)測(cè)閃電的任何合適的裝置。閃電監(jiān)測(cè)器210可以監(jiān)測(cè)到在便攜式通信裝置300的位置附近發(fā)生了雷擊110以及/或者可以確定或估計(jì)從便攜式通信裝置300的位置到雷擊110的距離或方向。

在一些示例性實(shí)施例中，可以通過(guò)添加專門(mén)被配置為監(jiān)測(cè)雷擊110的附加硬件來(lái)將一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210并入便攜式通信裝置300中。在其它更優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，使用便攜式通信裝置300中的用于執(zhí)行與閃電監(jiān)測(cè)無(wú)關(guān)的其它功能的一個(gè)或多個(gè)硬件元件來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210。使用執(zhí)行與閃電監(jiān)測(cè)無(wú)關(guān)的其它功能的一個(gè)或多個(gè)硬件元件進(jìn)一步降低了制造、部署以及維護(hù)閃電監(jiān)測(cè)器310的成本。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括射頻(rf)閃電監(jiān)測(cè)器。rf閃電監(jiān)測(cè)器可以是被配置為監(jiān)測(cè)閃電所生成的rf電磁信號(hào)的任何合適的裝置。rf閃電監(jiān)測(cè)器還可以基于例如所監(jiān)測(cè)到的能量放電的大小來(lái)確定或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離。rf閃電監(jiān)測(cè)器可以被實(shí)現(xiàn)為并入便攜式通信裝置300的用于監(jiān)測(cè)閃電所生成的rf電磁信號(hào)的附加硬件。然而，更優(yōu)選地，rf閃電監(jiān)測(cè)器可以利用rf電路370的天線系統(tǒng)371來(lái)監(jiān)測(cè)閃電所生成的rf電磁信號(hào)。在該更優(yōu)選的實(shí)施例中，天線系統(tǒng)371還可以被rf電路370用來(lái)發(fā)送和/或接收rf信號(hào)(如上所述)。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括干涉儀。干涉儀可以是被配置為測(cè)量?jī)蓚€(gè)或更多個(gè)傳感器所接收到的(窄帶或?qū)拵?信號(hào)之間的相位差的任何合適的裝置。例如，干涉儀可以是兩個(gè)間隔緊密的天線，各個(gè)天線經(jīng)由窄帶濾波器連接至相位監(jiān)測(cè)器，該相位監(jiān)測(cè)器用于輸出與天線所接收到的兩個(gè)信號(hào)之間的相位差成比例的電壓。在該示例中，相位差可以用來(lái)識(shí)別所監(jiān)測(cè)到的雷擊110在與兩個(gè)天線的平面垂直的平面上的方向。干涉儀還可以基于例如兩個(gè)或更多個(gè)傳感器所接收到的信號(hào)的大小來(lái)確定或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離。干涉儀可以被實(shí)現(xiàn)為并入便攜式通信裝置300中的用于監(jiān)測(cè)閃電所生成的兩個(gè)信號(hào)的附加硬件。然而，更優(yōu)選地，干涉儀可以利用rf電路370的天線系統(tǒng)371來(lái)監(jiān)測(cè)閃電所生成的兩個(gè)信號(hào)。在該更優(yōu)選的實(shí)施例中，天線系統(tǒng)371還可以被rf電路370用來(lái)發(fā)送和/或接收rf信號(hào)(如上所述)。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括光學(xué)監(jiān)視器。光學(xué)監(jiān)視器可以是被配置為監(jiān)測(cè)云地閃電或云間閃電所產(chǎn)生的光脈沖的任何合適的裝置。在一些示例中，云間閃電在云地閃電之前。光學(xué)監(jiān)視器還可以基于例如光學(xué)監(jiān)視器所監(jiān)測(cè)到的光脈沖的大小來(lái)確定或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離。光學(xué)監(jiān)視器可以被實(shí)現(xiàn)為并入便攜式通信裝置300中的用于監(jiān)測(cè)閃電所產(chǎn)生的光脈沖的附加硬件。然而，更優(yōu)選地，光學(xué)監(jiān)視器可以利用便攜式通信裝置300的硬件元件(例如接近傳感器382和/或照相機(jī)366等)來(lái)監(jiān)測(cè)光脈沖。在該更優(yōu)選的實(shí)施例中，用于監(jiān)測(cè)閃電所生成的光脈沖的硬件元件還可以被便攜式通信裝置300用來(lái)執(zhí)行其它功能(如上所述)。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括電場(chǎng)監(jiān)視器。電場(chǎng)監(jiān)視器可以是被配置為測(cè)量電場(chǎng)的變化(例如，在雷擊110附近發(fā)生的地球電場(chǎng)的電勢(shì)梯度(電壓)的變化)的任何合適的裝置。電場(chǎng)監(jiān)視器還可以基于例如電場(chǎng)監(jiān)視器所監(jiān)測(cè)到的電場(chǎng)的變化的大小來(lái)確定或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離。電場(chǎng)監(jiān)視器可以被實(shí)現(xiàn)為并入便攜式通信裝置300中的硬件(例如，電場(chǎng)儀)。然而，更優(yōu)選地，大氣電場(chǎng)監(jiān)視器可以利用觸摸板368(如以下參照?qǐng)D4a和圖4b所述)來(lái)監(jiān)測(cè)雷擊110附近發(fā)生的電場(chǎng)的變化。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到的，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器可以包括多余一種類型的閃電監(jiān)測(cè)器。在一個(gè)示例中，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括rf閃電監(jiān)測(cè)器和光學(xué)監(jiān)視器。rf閃電監(jiān)測(cè)器可以感測(cè)rf干涉并且將rf噪聲誤認(rèn)為監(jiān)測(cè)到附近的雷擊110。在這種情況下，閃電監(jiān)測(cè)器210可以被配置為僅在rf閃電監(jiān)測(cè)器和光學(xué)監(jiān)視器都監(jiān)測(cè)到閃電的情況下才輸出閃電監(jiān)測(cè)信號(hào)。多于一個(gè)的閃電監(jiān)測(cè)器還可以用于基于例如光學(xué)監(jiān)視器監(jiān)測(cè)到光學(xué)脈沖與rf閃電監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到rf電磁信號(hào)之間的時(shí)間量來(lái)確定或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離。

閃電監(jiān)測(cè)器210可以包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器310中并且由一個(gè)或多個(gè)處理器320執(zhí)行的軟件指令。不管閃電監(jiān)測(cè)器210是否使用便攜式通信裝置300中的用于執(zhí)行與閃電監(jiān)測(cè)無(wú)關(guān)的其它功能的硬件元件(例如，天線系統(tǒng)371、觸摸板368等，如上文所述)，閃電監(jiān)測(cè)器210還可以包括(例如，用以對(duì)閃電所生成的并且被閃電監(jiān)測(cè)器210所監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行濾波或處理的)附加硬件，這些附加硬件可以是專門(mén)被配置為監(jiān)測(cè)雷擊110的附加硬件或者是便攜式通信裝置300的用于執(zhí)行與閃電監(jiān)測(cè)不相關(guān)的附加功能的硬件元件。

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的通信裝置的電場(chǎng)監(jiān)測(cè)器400的概要圖。如上文參照?qǐng)D3所述，便攜式通信裝置300包括存儲(chǔ)器310、一個(gè)或多個(gè)處理器320、輸入/輸出子系統(tǒng)330和觸摸板368。觸摸板368包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成器467、監(jiān)測(cè)單元469、列跡線c1、c2、c3等、以及行跡線r1、r2、r3等。觸摸板可以被顯示器342覆蓋或者與顯示器342集成，以形成觸感顯示器或觸摸屏。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，觸摸板368是交互電容式觸摸傳感器。交互電容式觸摸傳感器板包括位于列跡線(例如，c1、c2等)與行跡線(例如，r1、r2等)的各交叉點(diǎn)處的電容。對(duì)列或行施加電壓。當(dāng)手指或?qū)щ娪|針位于表面附近時(shí)，手指或觸針改變本地電場(chǎng)，這減小了交互電容?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量另一個(gè)軸上的電壓來(lái)測(cè)量網(wǎng)格上的每一點(diǎn)處的電容變化，以精確地確定觸摸位置。例如，如果對(duì)列c1、c2等施加電壓，則可以通過(guò)測(cè)量各個(gè)行r1、r2等中的電壓來(lái)測(cè)量電容變化。由于交互電容式觸摸傳感器能夠同時(shí)精確地追蹤多個(gè)手指或觸針，因此通常來(lái)說(shuō)，交互電容式觸摸傳感器優(yōu)于自電容式觸摸傳感器。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，觸摸板368是自電容式觸摸傳感器。自電容式觸摸傳感器具有與交互電容式傳感器相同的由列和行構(gòu)成的網(wǎng)格，但是列和行是獨(dú)立工作的。利用自電容，電流感測(cè)手指或觸針施加在各個(gè)列或各個(gè)行上的電容負(fù)荷。自電容式觸摸傳感器無(wú)法精確地解決多于一個(gè)的同時(shí)觸摸。然而，自電容式觸摸傳感器比交互電容式觸摸傳感器產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，觸摸板368具有自電容式觸摸感測(cè)能力和交互電容式觸摸感測(cè)能力兩者。由于具有自電容式觸摸感測(cè)能力和交互電容式觸摸感測(cè)能力這兩者，因此觸摸板368可以包括如下兩個(gè)模式：觸摸板368使用自電容式觸摸感測(cè)來(lái)更精確地監(jiān)測(cè)電場(chǎng)的變化的電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式；以及觸摸板368使用交互電容式觸摸感測(cè)能力來(lái)監(jiān)測(cè)多于一個(gè)的同時(shí)觸摸的觸摸感測(cè)模式。

圖4b是示出使用圖4a所示的電場(chǎng)監(jiān)測(cè)器400進(jìn)行觸摸感測(cè)和電場(chǎng)監(jiān)測(cè)的示例方法的流程圖。參照?qǐng)D4b，觸摸板368的默認(rèn)狀態(tài)是電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式。在電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式中，在操作s401中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成器467驅(qū)動(dòng)多個(gè)導(dǎo)電跡線，并且在操作s403中，監(jiān)測(cè)單元469測(cè)量自電容。由于自電容式感測(cè)與交互電容式感測(cè)相比產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)，因此處于電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式的觸摸板368能夠更精確地監(jiān)測(cè)便攜式通信裝置300附近的雷擊110所引起的地球電場(chǎng)的變化。通過(guò)測(cè)量多個(gè)導(dǎo)電跡線的自電容，觸摸板368還能夠確定手指或觸針是否正在觸摸或靠近觸摸板368。

如圖4b所示，觸摸板368重復(fù)地在操作s405中確定手指或觸針是否正在觸摸觸摸板368。如果手指或觸針沒(méi)有正在觸摸觸摸板368，則觸摸板368通過(guò)重復(fù)操作s401和s403來(lái)繼續(xù)處于電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式。如果手指或觸針正在觸摸觸摸板368，則觸摸板368進(jìn)入觸摸感測(cè)模式。

在觸摸感測(cè)模式中，在操作s451中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成器467一次驅(qū)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)電跡線(例如，列跡線c1)，并且在操作s453中，監(jiān)測(cè)單元469測(cè)量沿著另一個(gè)軸的一個(gè)導(dǎo)電跡線(在本示例中為行跡線r1、r2等)上的交互電容。由于交互電容式傳感器能夠解決多于一個(gè)的觸摸，因此觸摸板368在處于觸摸感測(cè)模式時(shí)提供多觸摸能力。當(dāng)觸摸板368處于觸摸感測(cè)模式時(shí)，觸摸板368重復(fù)地在操作s405中確定手指或觸針是否正在觸摸觸摸板368。如果觸摸板368繼續(xù)被手指或觸針觸摸，則觸摸板368繼續(xù)處于觸摸感測(cè)模式。否則，觸摸板368返回到電場(chǎng)監(jiān)測(cè)模式。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的另一概要圖。如圖5所示，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200包括分析單元500、一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)510、閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)590、以及一個(gè)或多個(gè)便攜式通信裝置300a～300n。

分析單元500可以是被配置為通過(guò)一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)510從一個(gè)或多個(gè)便攜式通信裝置300a～300n接收數(shù)據(jù)的任何合適的計(jì)算裝置(例如，服務(wù)器)。分析單元500還可以從基于空間的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)520和/或一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)閃電監(jiān)測(cè)器530和/或一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101～103接收數(shù)據(jù)。

一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)500可以包括因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或諸如蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)(lan)等的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線通信可以使用上文中針對(duì)rf電路370所述的多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和技術(shù)中的任何一個(gè)。一些或全部便攜式通信裝置300a～300n可以經(jīng)由rf電路370a～370n與一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)500通信。作為選擇，一些或全部個(gè)人通信裝置300a～300n可以經(jīng)由諸如以太網(wǎng)、通用串行總線(usb)等的有線連接與一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)510通信。

根據(jù)示例性實(shí)施例的方面，分析單元500被配置為經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)510從一個(gè)或多個(gè)便攜式通信裝置300a～300n接收如下數(shù)據(jù)：(例如，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210a～210n所監(jiān)測(cè)到的)表示雷擊110的數(shù)據(jù)；(例如，位置監(jiān)測(cè)模塊312a～312n所確定的)表示便攜式通信裝置300a的位置的數(shù)據(jù)；以及(例如，一個(gè)或多個(gè)閃電監(jiān)測(cè)器210a～210n所確定的)表示一個(gè)或多個(gè)便攜式通信裝置300a～300n與雷擊110之間的各個(gè)距離的數(shù)據(jù)。類似地，分析單元500可以從一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)器101～103或移動(dòng)閃電監(jiān)測(cè)器530接收如下數(shù)據(jù)：表示雷擊110的數(shù)據(jù)；表示監(jiān)測(cè)器101～103或530的位置的數(shù)據(jù)；以及表示監(jiān)測(cè)器101～103或530與雷擊110之間的距離的數(shù)據(jù)。

分析單元500還可以發(fā)送和/或接收天氣數(shù)據(jù)或天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。例如，分析單元500可以(直接或經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)510)從天氣數(shù)據(jù)庫(kù)540接收天氣數(shù)據(jù)或天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。分析單元500還可以被配置為向通信網(wǎng)絡(luò)510輸出表示雷擊110的數(shù)據(jù)(例如，一個(gè)或多個(gè)雷擊110的時(shí)間和/或位置)和/或天氣數(shù)據(jù)和/或天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，以用于傳送至一個(gè)或多個(gè)便攜式通信裝置300a～300n。分析單元500還可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)510將表示雷擊110的數(shù)據(jù)輸出/發(fā)送至不包括閃電監(jiān)測(cè)器210的一個(gè)或多個(gè)通信裝置。在一個(gè)示例中，分析單元500可以被配置為向便攜式通信裝置300輸出地圖和地圖上對(duì)雷擊110的位置的指示。在另一示例中，分析單元可以接收便攜式通信裝置300的位置，并且可以在雷擊110處于便攜式通信裝置300的位置的預(yù)定距離以內(nèi)的情況下輸出表示雷擊110的數(shù)據(jù)。可以將表示便攜式通信裝置300的位置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在通信裝置位置數(shù)據(jù)庫(kù)550中。分析單元500可以直接或經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)510從通信裝置位置數(shù)據(jù)庫(kù)550接收表示通信裝置的位置的數(shù)據(jù)。

閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200的分析單元500被配置為通過(guò)對(duì)雷擊110與三個(gè)或更多個(gè)監(jiān)測(cè)器210a～210c或101～103(見(jiàn)圖2a)之間的距離進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)確定雷擊110的位置，并將雷擊110的位置存儲(chǔ)到閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)590中。

如上文所述，與傳統(tǒng)的基于地的閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100相比，閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200通過(guò)增加閃電監(jiān)測(cè)器210的數(shù)量，以提高的可靠度和精度來(lái)監(jiān)測(cè)雷擊110的位置。閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)200通過(guò)將閃電監(jiān)測(cè)器210并入便攜式通信裝置300以及/或者使用便攜式通信裝置300中已并入的硬件進(jìn)行以下操作來(lái)降低制造、部署和維護(hù)附加的閃電監(jiān)測(cè)器210的成本，該操作包括：監(jiān)測(cè)或估計(jì)便攜式通信裝置300的位置；監(jiān)測(cè)或估計(jì)便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離；以及將表示便攜式通信裝置300的位置和便攜式通信裝置300與雷擊110之間的距離的數(shù)據(jù)經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)510通信至分析單元500。

盡管上文描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是閱覽了本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易理解在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)其它實(shí)施例。例如，特定數(shù)量的硬件元件、軟件模塊等的公開(kāi)僅僅是示例性的而非限制性的。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被解釋為僅受所附權(quán)利要求的限制。