一种雷击监测电路及系统的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种雷击监测电路及系统。

背景技术：

雷击对于通信信号设备的危害是巨大的，雷击可能使通讯信号的中断，严重的造成通讯设备的损坏。据统计，通讯设备信号的故障，有相当一部分是由于雷击造成的。而现有技术中的防雷系统监测线路并未对雷击情况进行及时监测，无法实时获知防雷器的工作状态，且监测线路繁琐。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种雷击监测电路及系统，能够对防雷器的工作状态进行实时监测，且结构简单。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种雷击监测电路，包括：

采集模块，与防雷器连接，用于采集所述防雷器的工作信号；

中央处理器，与所述采集模块连接，用于对所述工作信号进行处理，获取所述防雷器的工作状态信息；

传输模块，分别与所述中央处理器、后台服务器连接，用于将所述工作状态信息发送给所述后台服务器进行解析。

进一步地，所述防雷器的工作信号包括遥讯信号、雷击感应信号和三相电；

所述采集模块包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦和交直流转换器；

所述第一光耦分别与所述防雷器的遥讯接口、所述中央处理器连接，使所述遥讯接口输出的遥讯信号通过所述第一光耦传输至所述中央处理器；

所述交直流转换器分别与所述防雷器的雷击传感器、所述第一光耦连接，使所述雷击传感器输出的雷击感应信号依次通过所述交直流转换器、所述第一光耦传输至所述中央处理器；

所述第二光耦、所述第三光耦和所述第四光耦均与三相电接口、所述中央处理器连接，使所述三相电接口输出的三相电分别通过所述第二光耦、所述第三光耦和所述第四光耦传输至所述中央处理器。

进一步地，所述防雷器的工作状态信息包括运行状态信息、雷击次数和雷击电流；

所述中央处理器是型号为MB95F698K的处理芯片运行状态信息。

进一步地，所述传输模块包括：

网络转换器，与所述中央处理器连接，用于将所述防雷器的工作状态信息转换为网络信号；

传输芯片，与所述网络转换器连接，用于将所述工作状态信息以网络信号的模式发送给所述后台服务器。

进一步地，所述雷击监测电路还包括：

显示模块，与所述中央处理器连接，用于显示所述防雷器的工作状态信息。

进一步地，所述雷击监测电路还包括：

按键模块，与所述中央处理器连接，用于调整时钟或查看所述防雷器的工作状态信息。

进一步地，所述采集模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第一光耦的负输入端连接所述遥讯接口，所述第一光耦的正输入端接地，所述第一光耦的集电极连接电源，所述第一光耦的发射极分别连接所述第三电阻的一端、所述第二电阻的一端，所述第三电阻的另一端和所述第二电阻的另一端分别连接所述中央处理器；

所述交直流转换器的输入端连接所述雷击传感器，所述交直流转换器的正输出端通过所述第一电阻连接所述第一光耦的负输入端，所述交直流转换器的负输出端、所述第一光耦U3的正输入端接地；

所述第二光耦的输入端连接所述三相电接口的第一端，所述第二光耦的集电极分别连接所述中央处理器、所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接电源，所述第二光耦的发射极接地；所述第三光耦的输入端连接所述三相电接口的第二端，所述第三光耦的集电极分别连接所述中央处理器、所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接电源，所述第三光耦的发射极接地；所述第四光耦的输入端连接所述三相电接口的第三端，所述第四光耦的集电极分别连接所述中央处理器、所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接电源，所述第四光耦的发射极接地。

进一步地，所述按键模块包括第一按键、第二按键、第三按键、第四按键、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

所述第一按键的一端通过所述第七电阻连接电源，所述第一按键的另一端分别连接所述中央处理器、所述第一电容的一端、所述第八电阻的一端，所述第一电容的另一端、所述第八电阻的另一端接地；

所述第二按键的一端通过所述第七电阻连接电源，所述第二按键的另一端分别连接所述中央处理器、所述第二电容的一端、所述第九电阻的一端，所述第二电容的另一端、所述第九电阻的另一端接地；

所述第三按键的一端通过所述第七电阻连接电源，所述第三按键的另一端分别连接所述中央处理器、所述第三电容的一端、所述第十电阻的一端，所述第三电容的另一端、所述第十电阻的另一端接地；

所述第四按键的一端通过所述第七电阻连接电源，所述第四按键的另一端分别连接所述中央处理器、所述第四电容的一端、所述第十一电阻的一端，所述第四电容的另一端、所述第十一电阻的另一端接地。

另一方面，本实用新型提供一种雷击监测系统，包括N个防雷器、N个雷击监测电路和后台服务器；其中，N≥1；

所述N个防雷器与所述N个雷击监测电路一一对应地连接，所述N个雷击监测电路分别与所述后台服务器连接；每个雷击监测电路均为上述雷击监测电路。

实用新型本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采集模块对防雷器的工作信号进行采集，通过中央处理器对采集到的工作信号进行处理，获取防雷器的工作状态信息，进而通过传输模块将防雷器的工作状态信息汇总给后台服务器进行数据分析，以供用户实时查看防雷器的工作状态，实现雷击的实时监测，且电路结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的雷击监测电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的雷击监测电路中采集模块的部分电路原理图；

图3是本实用新型实施例一提供的雷击监测电路中采集模块的另一部分电路原理图；

图4是本实用新型实施例一提供的雷击监测电路的部分电路原理图；

图5是本实用新型实施例一提供的雷击监测电路中传输模块的电路原理图；

图6是本实用新型实施例二提供的雷击监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种雷击监测电路，参见图1，该电路包括：

采集模块1，与防雷器连接，用于采集所述防雷器的工作信号；

中央处理器2，与所述采集模块1连接，用于对所述工作信号进行处理，获取所述防雷器的工作状态信息；

传输模块3，分别与所述中央处理器2、后台服务器连接，用于将所述工作状态信息发送给所述后台服务器进行解析。

需要说明的是，本实用新型所提供的雷击监测电路内置以太网RJ45接口，用以太网RJ45(TCP/UDP协议栈)连接至交换机、路由器或以太网转光纤转换器(或者GPRS/GSM DTU通过internet)，再连接至后台服务器。

防雷器中具有电涌保护器和雷击感应器，采集模块将电涌保护器的状态进行数据采集，对雷击感应器的状态进行采集，同时对三相电进行采集，中央处理器对采集模块采集到的数据进行处理获得防雷器的工作状态信息，传输模块将防雷器的工作状态信息按照特定的格式进行数据封包，并通过以太网发送至后台服务器。后台服务器接收来自雷击监测电路的数据包，将数据包解析并且存入数据库，另外后台服务器还可通过查询本地数据库，将防雷器的工作状态信息展示给用户。

进一步地，所述防雷器的工作信号包括遥讯信号、雷击感应信号和三相电。

如图2和3所示，所述采集模块包括第一光耦U3、第二光耦U4、第三光耦U5、第四光耦U6和交直流转换器D1。

如图2和4所示，所述第一光耦U3分别与所述防雷器的遥讯接口、所述中央处理器U1连接，使所述遥讯接口输出的遥讯信号通过所述第一光耦U3传输至所述中央处理器U1；

所述交直流转换器D1分别与所述防雷器的雷击传感器、所述第一光耦U3连接，使所述雷击传感器输出的雷击感应信号依次通过所述交直流转换器D1、所述第一光耦U3传输至所述中央处理器U1。

如图3和4所示，所述第二光耦U4、所述第三光耦U5和所述第四光耦U6均与三相电接口、所述中央处理器U1连接，使所述三相电接口输出的三相电分别通过所述第二光耦U4、所述第三光耦U5和所述第四光耦U6传输至所述中央处理器U1。

需要说明的是，防雷器中的电涌保护器的遥讯接口连接第一光耦的输入端，以将电涌保护器的状态通过遥讯信号传输至第一光耦，进而传输至中央处理器。其中，电涌保护器通过开关量(高低电平)或模拟量的形式输出各种状态。开关量输入可同时接入多路有源开关量信号，内置隔离器，以提供产品稳定性；模拟量输入可同时接入多路模拟量电压或电流信号。

防雷器中的雷击感应器连接交直流转换器的输入端，以将雷击感应器输出的雷击感应信号经交直流转换后，通过第一光耦传输至中央处理器。三相电接口的三个端子与第二光耦的输入端、第三光耦的输入端和第四光耦的输入端一一对应地连接，第二光耦的输出端、第三光耦的输出端和第四光耦的输出端分别与中央处理器连接，以使三相电分别通过三个光耦传输至中央处理器。

进一步地，所述防雷器的工作状态信息包括运行状态信息、雷击次数和雷击电流；

所述中央处理器具体用于对所述遥讯信号进行处理获得运行状态信息，对所述雷击感应信号进行累计计算获得雷击次数，对所述三相电进行处理获得雷击电流。

需要说明的是，每雷击一次，雷击感应器就发出一个雷击感应信号，中央处理器对接收到的雷击感应信号进行累计，即可获得雷击次数。另外，中央处理器在获得运行状态信息、雷击次数和雷击电流等防雷器的工作状态信息候，将防雷器的工作状态信息进行存储。

进一步地，如图5所示，所述传输模块包括：

网络转换器USR-1，与所述中央处理器U1连接，用于将所述防雷器的工作状态信息转换为网络信号；

传输芯片RJ45OUT，与所述网络转换器USR-1连接，用于将所述工作状态信息以网络信号的模式发送给所述后台服务器。

需要说明的是，传输芯片通过网线与后台服务器连接，中央处理器将存储的数据经网络转换器转换为网络信号后，每10秒钟通过传输芯片将转换后的防雷器的工作状态信息发送给后台服务器，使后台服务器可以查看所有连网的防雷器的工作状态信息。

中央处理器U1优选为型号为MB95F698K的处理芯片。中央处理器U1的第28引脚UI0与网络转换器USR-1的发送端TXD连接，中央处理器U1的第27引脚UO0与网络转换器USR-1的接收端RXD连接，从而实现中央处理器与网络转换器之间数据的交互。另外，网络转换器USR-1上设置有传输芯片RJ45OUT，该传输芯片RJ45OUT通过以太网与后台服务器进行通信，以便将网络转换器USR-1转换的网络信号传输至后台服务器。

进一步地，如图1所示，所述雷击监测电路还包括：

显示模块4，与所述中央处理器2连接，用于显示所述防雷器的工作状态信息。

需要说明的是，显示模块提供人机交互界面，在人机交互界面上显示雷击次数、雷击时间、雷击电流(随机数自动生成)、运行状态、电涌保护器的接地状态信息等工作状态信息。另外，用户可通过人机交互界面进行菜单式选择和相关参数的设置。

具体地，如图4所示，显示模块包括显示器LCD、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电阻R25。雷击监测电路还包括芯片U2、电容C17、电阻R23和电阻R24。

其中，显示器LCD优选为型号为L28的显示器，中央处理器U1优选为型号为MB95F698K的处理芯片，芯片U2优选为型号为24C64A的芯片。

显示器LCD的第1、14、26、27引脚接地，显示器LCD的第2引脚通过电阻R25连接中央处理器U1的第14引脚P11，显示器LCD的的第3引脚连接中央处理器U1的第13引脚P10，显示器LCD的第4、5、6、7、8、9、10、11、28引脚连接芯片U2的第8引脚，显示器LCD的第12引脚连接中央处理器U1的第10引脚SCK，显示器LCD的第13引脚连接中央处理器U1的第12引脚SIN，显示器LCD的第15引脚通过电容C1接地，显示器LCD的第16引脚通过电容C2连接显示器LCD的第17引脚，显示器LCD的第18引脚通过电容C3连接显示器LCD的第17引脚，显示器LCD的第19引脚通过电容C4连接显示器LCD的第20引脚，显示器LCD的第21引脚通过电容C5接地，显示器LCD的第22引脚通过电容C6接地，显示器LCD的第23引脚通过电容C7接地，显示器LCD的第24引脚通过电容C8接地，显示器LCD的第25引脚通过电容C9接地，显示器LCD的第27引脚还通过电容C10连接芯片U2的第8引脚。

芯片U2的第1、2、3、4、7引脚接地，芯片U2的第4引脚还通过电容C17连接芯片U2的第8引脚，芯片U2的第5引脚连接中央处理器U1的第24引脚SDA，芯片U2的第6引脚连接中央处理器U1的第23引脚SCL，芯片U2的第8引脚连接电源VCC；电阻R23的一端连接中央处理器U1的第23引脚SCL，电阻R23的另一端连接电源VCC，电阻R24的一端连接中央处理器U1的第24引脚SDA，电阻R24的另一端连接电源VCC。

进一步地，如图1所示，所述雷击监测电路还包括：

按键模块5，与所述中央处理器2连接，用于调整时钟或查看所述防雷器的工作状态信息。

进一步地，如图2和3所示，所述采集模块1还包括第一电阻R1、第二电阻R27、第三电阻R28、第四电阻R29、第五电阻R30和第六电阻R31；

所述第一光耦U3的负输入端连接所述遥讯接口ADC，所述第一光耦U3的正输入端接地，所述第一光耦U3的集电极连接电源，所述第一光耦U3的发射极分别连接所述第三电阻R28的一端、所述第二电阻R27的一端，所述第三电阻R28另一端和所述第二电阻R27的另一端分别连接所述中央处理器U1；

所述交直流转换器D1的输入端连接所述雷击传感器，所述交直流转换器D1的正输出端通过所述第一电阻R1连接所述第一光耦U3的负输入端，所述交直流转换器D1的负输出端、所述第一光耦U3的正输入端接地；

所述第二光耦U4的输入端连接所述三相电接口的第一端L1，所述第二光耦U4的集电极分别连接所述中央处理器U1、所述第四电阻R29的一端，所述第四电阻R29的另一端连接电源VCC，所述第二光耦U4的发射极接地；所述第三光耦U5的输入端连接所述三相电接口的第二端L2，所述第三光耦U5的集电极分别连接所述中央处理器U1、所述第五电阻R30的一端，所述第五电阻R30的另一端连接电源VCC，所述第三光耦U5的发射极接地；所述第四光耦U6的输入端连接所述三相电接口的第三端L3，所述第四光耦U6的集电极分别连接所述中央处理器U1、所述第六电阻R31的一端，所述第六电阻R31的另一端连接电源VCC，所述第四光耦U6的发射极接地。

其中，中央处理器U1优选为型号为MB95F698K的处理芯片，第二电阻R27的另一端连接中央处理器U1的第39引脚INT02，第三电阻R28的另一端连接中央处理器U1的第38引脚INT01，第二光耦U4的集电极连接中央处理器U1的第44引脚INT07，第三光耦U5的集电极连接中央处理器U1的第42引脚INT05，第四光耦U6的集电极连接中央处理器U1的第41引脚INT04。

进一步地，如图4所示，所述按键模块5包括第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3、第四按键SW4、第一电容C11、第二电容C12、第三电容C13、第四电容C14、第七电阻R17、第八电阻R18、第九电阻R19、第十电阻R20和第十一电阻R21；

所述第一按键SW1的一端通过所述第七电阻R17连接电源VCC，所述第一按键SW1的另一端分别连接所述中央处理器U1、所述第一电容C11的一端、所述第八电阻R18的一端，所述第一电容C11的另一端、所述第八电阻R18的另一端接地；

所述第二按键SW2的一端通过所述第七电阻R17连接电源VCC，所述第二按键SW2的另一端分别连接所述中央处理器U1、所述第二电容C12的一端、所述第九电阻R19的一端，所述第二电容C12的另一端、所述第九电阻R19的另一端接地；

所述第三按键SW3的一端通过所述第七电阻R17连接电源VCC，所述第三按键SW3的另一端分别连接所述中央处理器U1、所述第三电容C13的一端、所述第十电阻R20的一端，所述第三电容C13的另一端、所述第十电阻R20的另一端接地；

所述第四按键SW4的一端通过所述第七电阻R17连接电源VCC，所述第四按键SW4的另一端分别连接所述中央处理器U1、所述第四电容C14的一端、所述第十一电阻R21的一端，所述第四电容C14的另一端、所述第十一电阻R21的另一端接地。

其中，第一按键SW1、第二按键SW2和第三按键SW3用于调整时钟或查看雷击电流，第四按键SW4为复位按钮。

其中，中央处理器U1优选为型号为MB95F698K的处理芯片，第一按键SW1的另一端连接中央处理器U1的第33引脚P64，第二按键SW2的另一端连接中央处理器U1的第34引脚P65，第三按键SW3的另一端连接中央处理器U1的第35引脚P66，第四按键SW4的另一端连接中央处理器U1的第36引脚P67。

本实用新型实施例将防雷器的一切数据进行汇总，上传至后台服务器进行数据分析，使数据处理等终端电脑可以随时查看监测到的防雷器的工作状态，且电路简单；更换或维修电涌保护器，不必重新接线，也不需要断电，网线接口连接拨下更换即可；采用铝合金壳，体积小，安装方便，不影响防雷器安装；用网线直接连接到网络，使用方便；自带防雷功能，实现线-地的保护，消除电气线路对地之间的过电压。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种雷击监测系统，参见图6，所述系统包括N个防雷器51、N个雷击监测电路52和后台服务器53；其中，N≥1；

所述N个防雷器51与所述N个雷击监测电路52一一对应地连接，所述N个雷击监测电路52分别与所述后台服务器53连接；每个雷击监测电路52均为上述雷击监测电路。

需要说明的是，后台服务器通过雷击监测电路将所有防雷器聚集在一个地方进行管理，方便维护，且增加安全性、可靠性。

本实用新型实施例通过采集模块对防雷器的工作信号进行采集，通过中央处理器对采集到的工作信号进行处理，获取防雷器的工作状态信息，进而通过传输模块将防雷器的工作状态信息汇总给后台服务器进行数据分析，以供用户实时查看防雷器的工作状态，实现雷击的实时监测，且电路结构简单。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。