基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置。裝置由MCU單片機、多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊、GSM通信模塊、設(shè)置按鍵、多路繼電器模塊、LCD液晶顯示屏、太陽能電池板、鋰離子電池、電源管理模塊等組成。裝置啟動后，微處理器以預設(shè)采樣率對多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊進行連續(xù)采集，并對各類環(huán)境參數(shù)采樣結(jié)果進行智能分析，判斷是否啟動雷擊危險響應模式，響應模式可分為高低兩個級別即向指定手機終端發(fā)送雷擊預警短信或自動切斷與裝置相連各外接設(shè)備的電氣連接。本發(fā)明能有效地避免因雷擊事件導致的運行中設(shè)備非正常損壞，特別適用于野外或露天無人值守區(qū)域的電器設(shè)備，且成本低、可靠性高。
【專利說明】基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電器開關(guān)及遠程控制【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是指一種適用于野外或露天無人值守區(qū)域電器設(shè)備的智能防雷開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雷電是大自然中的一種物理現(xiàn)象，是來自大氣層中的頻繁且強烈的電磁騷擾源。雷電具有巨大的能量，一旦發(fā)生雷擊，可以產(chǎn)生幾百千安的雷擊電流，幾百千伏的雷擊電壓，雷擊電流沿著建筑物鋼結(jié)構(gòu)、避雷線流入大地或是在大地中的電流可能在附近導線上感應出能量很強的浪涌，形成電磁干擾。雷電可以引發(fā)一系列雷擊效應:有直擊雷效應與感應雷效應(或稱二次效應)。其中直擊雷效應可以使人員傷亡、使易燃品燃燒爆炸、使建筑物受損、使昂貴的設(shè)備損壞、使大樹劈開、使森林著火等；感應雷效應可以是電子設(shè)備大面積、多系統(tǒng)的受損，影響設(shè)備和系統(tǒng)的正常工作，這方面的事例數(shù)不勝數(shù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種類型的電子設(shè)備和系統(tǒng)，如計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，都已進入社會生活的各方面?，F(xiàn)代的電子信息設(shè)備是集計算機技術(shù)和微電子技術(shù)于一身的高技術(shù)產(chǎn)品，它的信號電壓低，功耗小，因而耐過電壓，過電流的能力就差，在閃電環(huán)境下的易損性較高，系統(tǒng)的可靠性較差，受功率極大的雷電電磁脈沖所造成的破壞就更加嚴重了。
[0003]我國是雷電災害較為嚴重的國家，據(jù)不完全統(tǒng)計我國每年由于雷電造成的各類型電器設(shè)備意外損壞導致經(jīng)濟損失達數(shù)億人民幣以上，給國家和社會造成了巨大經(jīng)濟損失。特別是用于野外科學考察或露天無人值守區(qū)域的各類儀器設(shè)備(這些儀器設(shè)備多采用CMOS集成電路)而此類集成電路元件對于感應電極為敏感，極易遭到雷電襲擊而損壞，甚至使整個系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。
[0004]目前針對野外或露天無人值守區(qū)域各類儀器設(shè)備的防雷擊措施通常采用簡易避雷針裝置進行設(shè)備的防雷擊保護，但當雷電擊中避雷針并由引下線導人大地時，瞬間內(nèi)在引下線自上而下的產(chǎn)生一個很強的變化磁場。處在這個電磁場作用下的導體，便會感應產(chǎn)生電壓，其數(shù)值也可達數(shù)十千伏，處在這個磁場作用范圍的電氣、信號、電源及它們的傳輸線路都因相對地切割了這個變化的磁場磁力線而產(chǎn)生出感應高壓，從而極易將用電運行設(shè)備擊壞。
[0005]因此一種可對現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)進行實時智能分析并可提前主動關(guān)斷設(shè)備供電電源的防雷開關(guān)裝置就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置。本發(fā)明能有效地避免因雷擊事件導致的運行中設(shè)備非正常損壞，特別適用于野外或露天無人值守區(qū)域的電器設(shè)備，且成本低、可靠性高。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:包MCU單片機、多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊、GSM通信模塊、設(shè)置按鍵、多路繼電器模塊、LCD液晶顯示屏、太陽能電池板、鋰離子電池、電源管理模塊，其中MCU單片機分別與多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊、GSM通信模塊、設(shè)置按鍵、多路繼電器模塊、LCD液晶顯示屏、太陽能電池板、鋰離子電池、電源管理模塊相連接。裝置啟動后，MCU單片機以預設(shè)采樣率對多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊進行連續(xù)采集，并對各類環(huán)境參數(shù)(溫度、相對濕度、聲音、可見光、氣壓、紫外線)采樣結(jié)果進行智能分析，判斷是否啟動雷擊危險響應模式，響應模式分為高低兩個級別:其中低級響應級別為；利用裝置內(nèi)GSM通信模塊向指定手機終端發(fā)送雷擊預警短信并等待接收該手機終端的應答確認短信。高級響應級別為；裝置立即自動切斷外接設(shè)備電源，并向指定手機終端發(fā)送外接設(shè)備電源切斷狀態(tài)提示短信并等待接收該手機終端的應答指令短信。用戶可通過系統(tǒng)功能按鍵自定義增減指定的短信接收控制端號碼。裝置也可定時或主動向指定手機終端發(fā)送設(shè)備現(xiàn)場各類環(huán)境參數(shù)報送短?目。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能有效地避免因雷擊事件導致的運行中設(shè)備非正常損壞，特別適用于野外或露天無人值守區(qū)域的電器設(shè)備，且成本低、可靠性高。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:
1、IXD液晶顯示屏2、設(shè)置按鍵3、MCU單片機4、鋰離子電池
5、220V交流電接口 6、電源管理模塊7、多路繼電器模塊8、多路傳感器接口模塊
9、太陽能電池板10、GSM通信模塊
圖2是本發(fā)明的模塊邏輯關(guān)系示意圖。
[0011]【具體實施方式】
為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好的地理解本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實例進行闡述。
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖，實例實施中的MCU單片機使用MSP430F149、GSM通信模塊使用GTM900B、多路繼電器模塊使用8路繼電器模塊(繼電器使用SLA-05VDC-SL-C)、多路傳感器接口模塊使用6路接口方式(使用到的各環(huán)境參數(shù)傳感器分別為:溫度(DS18B20)、濕度(HS1101)、氣壓(BMP085)、可見光(0n9658F)、紫外線(GUVA-S12SD)、聲音(FC-04))、IXD液晶顯示屏使用240*128規(guī)格、太陽能電池板使用5V/10W規(guī)格、鋰離子電池使用4節(jié)18650型2500MAH規(guī)格、設(shè)置按鍵采用4鍵方式(分別為；功能選擇、確認、上翻、下翻)。
[0013] 裝置啟動后，MCU單片機以預設(shè)采樣率對多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊進行連續(xù)采集，并對各類環(huán)境參數(shù)(溫度、相對濕度、聲音、可見光、氣壓、紫外線)采樣結(jié)果進行智能分析，判斷是否啟動雷擊危險響應模式，響應模式分為高低兩個級別:其中低級響應級別為；利用裝置內(nèi)GSM通信模塊向指定手機終端發(fā)送雷擊預警短信并等待接收該手機終端的應答確認短信。高級響應級別為；裝置立即自動切斷外接設(shè)備電源，并向指定手機終端發(fā)送外接設(shè)備電源切斷狀態(tài)提示短信并等待接收該手機終端的應答指令短信。用戶可通過系統(tǒng)功能按鍵自定義增減指定的短信接收控制端號碼。裝置也可定時或主動向指定手機終端發(fā)送設(shè)備現(xiàn)場各類環(huán)境參數(shù)報送短信。
【權(quán)利要求】
1.基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于，包MCU單片機、多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊、GSM通信模塊、設(shè)置按鍵、多路繼電器模塊、LCD液晶顯示屏、太陽能電池板、鋰離子電池、電源管理模塊，其中MCU單片機分別與多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊、GSM通信模塊、設(shè)置按鍵、多路繼電器模塊、LCD液晶顯示屏、太陽能電池板、鋰離子電池、電源管理模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于多路繼電器模塊標準配置為8路，可以8的倍數(shù)擴展至64路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于多路環(huán)境參數(shù)傳感器模塊標準配置為6路(溫度、相對濕度、聲音、可見光、氣壓、紫外線)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于，雷擊危險自動響應模式為分為高低兩個級別，其中低級響應為向指定手機終端發(fā)送雷擊預警短信并等待接收該手機終端的應答指令短信，高級響應為立即自動切斷設(shè)備電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于，多路繼電器模塊可同時控制交流或直流設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于，用戶可由系統(tǒng)功能按鍵自定義增減指定的短信接收端號碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)分析的智能主動式防雷開關(guān)裝置，其特征在于，裝置供電可由220V交流、太陽能電池組和直流后備電池共同承擔。
【文檔編號】H02J13/00GK103986234SQ201410211994
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】龐曉, 龐明虎 申請人:成都微英威諾環(huán)境監(jiān)控設(shè)備有限公司