防雷击现场状态监测系统及方法与流程

本发明涉及防雷用具领域，尤其涉及一种防雷击现场状态监测系统及方法。

背景技术：

交流电源防雷模块适用于配电室、配电柜、开关柜、交直流配电屏、通信、电子、电力、网络、能源、铁路、公路等系统的电源保护；·建筑物内有室外输入的配电箱、建筑物层配电箱；·用于低压(220/380vac)工业电网和民用电网；·信号防雷器用于线路侵入的过电压保护；避雷针用于直击雷防护；在电力系统中，主要用于自动化机房、变电站主控制室电源屏内三相电源输是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。

接地装置是接地体和接地线的总称，其作用是将闪电电流导入地下，防雷系统的保护在很大程度上与此有关。接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。实践要求要有系统的接地理论来对工程实际进行指导。而设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因数的综合考虑。土壤电阻率、土层结构、含水情况以及可施工面积等因数决定了接地网形状、大小、工艺材料的选择。因此在对人工接地体进行设计时，应根据地网所在地的土壤电阻率、土层分布等地质情况，尽量进行准确设计。

接地是防雷工程的最重要环节，不论是直击雷防护还是雷电的静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护技术，最终都是把雷电流送入大地。因此没有良好的接地技术，就不可能有合格的防雷过程。保护接地的作用就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，降低接点的对地电压，避免人体触电危险。

技术实现要素：

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种防雷击现场状态监测系统及方法，能够为户外运动人员搭建集成化的定制机构的户外终端主体，用于为户外运动人员提供雷击防护机制，尤为关键的是，基于周围树木数量对户外运动人员当前环境是否安全进行可靠判断。

为此，本发明至少需要具备以下三处关键的发明点：

(1)采用包括防雷击外壳、数据下载机构、雷击报警机构、状态控制设备和通讯调节机构的定制机构的户外终端主体，用于为户外运动人员提供雷击防护机制；

(2)周围树木数量越多，被雷击的概率越低，在接收到的周围树木株数大于等于预设数量阈值时，发出环境安全信号；

(3)在下载的气象数据中包括的雷击概率超过预设百分比阈值时，将户外终端主体的当前状态调整为防雷击状态。

根据本发明的一方面，提供了一种防雷击现场状态监测系统，所述系统包括：

户外终端主体，为户外运动人员手持使用，包括防雷击外壳、数据下载机构、雷击报警机构、状态控制设备和通讯调节机构，所述防雷击外壳通过小电阻接地，所述小电阻的电阻值低于等于1欧姆；

所述数据下载机构与本地气象服务中心的数据存储机构连接，用于下载与户外终端主体所在地址对应的气象数据；

所述雷击报警机构与所述数据下载机构无线连接，用于在下载的气象数据中包括的雷击概率超过预设百分比阈值时，发出第一控制命令，否则，发出第二控制命令；

所述状态控制设备与所述雷击报警机构连接，用于在接收到所述第一控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态调整为防雷击状态，还用于在接收到所述第二控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态从防雷击状态中退出；

所述通讯调节机构用于在防雷击状态下禁用所述户外终端主体的通话功能且仅保持所述数据下载机构的下载功能；

广角采集机构，包括广角摄像组件、树木检测设备和信号映射设备，用于在防雷击状态下启动对附近场景的安全检测；

所述树木检测设备分别与所述广角摄像组件和所述信号映射设备连接，用于对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作，以获得周围树木株数；

所述信号映射设备用于在接收到的周围树木株数大于等于预设数量阈值时，发出环境安全信号；

其中，所述信号映射设备还用于在接收到的周围树木株数小于所述预设数量阈值时，发出环境危险信号。

根据本发明的另一方面，还提供了一种防雷击现场状态监测方法，所述方法包括：

使用户外终端主体，为户外运动人员手持使用，包括防雷击外壳、数据下载机构、雷击报警机构、状态控制设备和通讯调节机构，所述防雷击外壳通过小电阻接地，所述小电阻的电阻值低于等于1欧姆；

所述数据下载机构与本地气象服务中心的数据存储机构连接，用于下载与户外终端主体所在地址对应的气象数据；

所述雷击报警机构与所述数据下载机构无线连接，用于在下载的气象数据中包括的雷击概率超过预设百分比阈值时，发出第一控制命令，否则，发出第二控制命令；

所述状态控制设备与所述雷击报警机构连接，用于在接收到所述第一控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态调整为防雷击状态，还用于在接收到所述第二控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态从防雷击状态中退出；

所述通讯调节机构用于在防雷击状态下禁用所述户外终端主体的通话功能且仅保持所述数据下载机构的下载功能；

使用广角采集机构，包括广角摄像组件、树木检测设备和信号映射设备，用于在防雷击状态下启动对附近场景的安全检测；

所述树木检测设备分别与所述广角摄像组件和所述信号映射设备连接，用于对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作，以获得周围树木株数；

所述信号映射设备用于在接收到的周围树木株数大于等于预设数量阈值时，发出环境安全信号；

其中，所述信号映射设备还用于在接收到的周围树木株数小于所述预设数量阈值时，发出环境危险信号。

本发明的防雷击现场状态监测系统及方法运行稳定、安全可靠。由于能够为户外运动人员搭建集成化的定制机构的户外终端主体，从而为户外运动人员提供了有效的雷击防护机制。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的防雷击现场状态监测系统或方法所使用的广角采集机构的内部结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的防雷击现场状态监测系统及方法的实施方案进行详细说明。

户外装备指的是参加各种探险旅游及户外活动时需要配置的一些设备。这些装备包括：帐篷、背包、睡袋、防潮垫或气垫、登山绳、岩石钉、安全带、上升器、下降器、大小铁锁、绳套、冰镐、岩石锤、冰爪、雪杖、头盔、踏雪板、高山眼镜、羽绒衣裤、防风衣裤、毛衣裤、手套、高山靴、防寒帽、冰锥、雪锥、炊具、炉具、多功能水壶、吸管或净水杯、指北针、望远镜、等高线地图或其它资料、防水灯具、刀具等。

在户外路面、可能布满大大小小的碎石，同时有着崎岖的、陡峭的坡度，所以平时在健身房或球场所穿的球鞋，都无法保证脚部不受伤害；这时，具有高摩擦力止滑鞋底，经防水处理鞋面及包边条，可保护脚踝、脚跟的高密度泡棉，和强力吸震中底的专业登山健行鞋。

现有技术中，户外运动人员经常暴露在荒山野岭的位置，在气象变化较快的区域容易遭遇打雷场景，此时，通过人工判断打雷场景是否存在被击中的危险以及通过人工方式进行防雷处理都不太现实，因此需要一种便携式的集成化户外用品，能够同时实现雷击概率判断以及防雷击处理两项操作。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种防雷击现场状态监测系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的防雷击现场状态监测系统包括：

户外终端主体，为户外运动人员手持使用，包括防雷击外壳、数据下载机构、雷击报警机构、状态控制设备和通讯调节机构，所述防雷击外壳通过小电阻接地，所述小电阻的电阻值低于等于1欧姆；

所述数据下载机构与本地气象服务中心的数据存储机构连接，用于下载与户外终端主体所在地址对应的气象数据；

所述雷击报警机构与所述数据下载机构无线连接，用于在下载的气象数据中包括的雷击概率超过预设百分比阈值时，发出第一控制命令，否则，发出第二控制命令；

所述状态控制设备与所述雷击报警机构连接，用于在接收到所述第一控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态调整为防雷击状态，还用于在接收到所述第二控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态从防雷击状态中退出；

所述通讯调节机构用于在防雷击状态下禁用所述户外终端主体的通话功能且仅保持所述数据下载机构的下载功能；

广角采集机构，如图1所示，包括广角摄像组件、树木检测设备和信号映射设备，用于在防雷击状态下启动对附近场景的安全检测；

所述树木检测设备分别与所述广角摄像组件和所述信号映射设备连接，用于对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作，以获得周围树木株数；

所述信号映射设备用于在接收到的周围树木株数大于等于预设数量阈值时，发出环境安全信号；

其中，所述信号映射设备还用于在接收到的周围树木株数小于所述预设数量阈值时，发出环境危险信号。

接着，继续对本发明的防雷击现场状态监测系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述防雷击现场状态监测系统中：

对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作包括：基于单株树木的成像特征识别所述广角成像图像中的各个树木对象，并将占据像素点数量超过预设数量阈值的树木对象作为有效树木对象。

在所述防雷击现场状态监测系统中：

对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作还包括：统计所述广角成像图像中的有效树木对象的数量以作为周围树木株数输

所述防雷击现场状态监测系统中还可以包括：

伽利略导航仪，设置在所述户外终端主体的防雷击外壳上，用于实时提供所述户外终端主体的当前导航位置；

其中，所述数据下载机构还与所述伽利略导航仪连接，用于基于所述户外终端主体的当前导航位置从本地气象服务中心的数据存储机构处下载对应的气象数据以作为与户外终端主体所在地址对应的气象数据。

在所述防雷击现场状态监测系统中还可以包括：

时钟发生机构，分别与所述伽利略导航仪、所述数据下载机构以及所述雷击报警机构连接，用于分别为所述伽利略导航仪、所述数据下载机构以及所述雷击报警机构提供各自需要的参考时钟信号；

其中，所述通讯调节机构还用于在退出防雷击状态后，打开所述户外终端主体的通话功能。

根据本发明实施方案示出的防雷击现场状态监测方法包括：

使用户外终端主体，为户外运动人员手持使用，包括防雷击外壳、数据下载机构、雷击报警机构、状态控制设备和通讯调节机构，所述防雷击外壳通过小电阻接地，所述小电阻的电阻值低于等于1欧姆；

所述数据下载机构与本地气象服务中心的数据存储机构连接，用于下载与户外终端主体所在地址对应的气象数据；

所述雷击报警机构与所述数据下载机构无线连接，用于在下载的气象数据中包括的雷击概率超过预设百分比阈值时，发出第一控制命令，否则，发出第二控制命令；

所述状态控制设备与所述雷击报警机构连接，用于在接收到所述第一控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态调整为防雷击状态，还用于在接收到所述第二控制命令时，将所述户外终端主体的当前状态从防雷击状态中退出；

所述通讯调节机构用于在防雷击状态下禁用所述户外终端主体的通话功能且仅保持所述数据下载机构的下载功能；

使用广角采集机构，如图1所示，包括广角摄像组件、树木检测设备和信号映射设备，用于在防雷击状态下启动对附近场景的安全检测；

所述树木检测设备分别与所述广角摄像组件和所述信号映射设备连接，用于对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作，以获得周围树木株数；

所述信号映射设备用于在接收到的周围树木株数大于等于预设数量阈值时，发出环境安全信号；

其中，所述信号映射设备还用于在接收到的周围树木株数小于所述预设数量阈值时，发出环境危险信号。

接着，继续对本发明的防雷击现场状态监测方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述防雷击现场状态监测方法中：

对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作包括：基于单株树木的成像特征识别所述广角成像图像中的各个树木对象，并将占据像素点数量超过预设数量阈值的树木对象作为有效树木对象。

所述防雷击现场状态监测方法中：

对从所述广角摄像组件获取的广角成像图像进行树木的株数的分析操作还包括：统计所述广角成像图像中的有效树木对象的数量以作为周围树木株数输出。

所述防雷击现场状态监测方法还可以包括：

使用伽利略导航仪，设置在所述户外终端主体的防雷击外壳上，用于实时提供所述户外终端主体的当前导航位置；

其中，所述数据下载机构还与所述伽利略导航仪连接，用于基于所述户外终端主体的当前导航位置从本地气象服务中心的数据存储机构处下载对应的气象数据以作为与户外终端主体所在地址对应的气象数据。

所述防雷击现场状态监测方法还可以包括：

使用时钟发生机构，分别与所述伽利略导航仪、所述数据下载机构以及所述雷击报警机构连接，用于分别为所述伽利略导航仪、所述数据下载机构以及所述雷击报警机构提供各自需要的参考时钟信号；

其中，所述通讯调节机构还用于在退出防雷击状态后，打开所述户外终端主体的通话功能。

另外，在所述伽利略导航仪中，伽利略卫星导航系统(galileosatellitenavigationsystem)，是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。截止2016年12月，已经发射了18颗工作卫星，具备了早期操作能力(eoc)，并计划在2019年具备完全操作能力(foc)。全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星)计划于2020年发射完毕。

与美国的gps系统相比，伽利略系统更先进，也更可靠。美国gps向别国提供的卫星信号，只能发现地面大约10米长的物体，而伽利略的卫星则能发现1米长的目标。一位军事专家形象地比喻说，gps系统只能找到街道，而伽利略则可找到家门。

伽利略计划对欧盟具有关键意义，它不仅能使人们的生活更加方便，还将为欧盟的工业和商业带来可观的经济效益。更重要的是，欧盟将从此拥有自己的全球卫星导航系统，有助于打破美国gps导航系统的垄断地位，从而在全球高科技竞争浪潮中获取有利位置，并为将来建设欧洲独立防务创造条件。

作为欧盟主导项目，伽利略并没有排斥外国的参与，中国、韩国、日本、阿根廷、澳大利亚、俄罗斯等国也在参与该计划，并向其提供资金和技术支持。伽利略卫星导航系统建成后，将和美国gps、俄罗斯“格洛纳斯”、中国北斗卫星导航系统共同构成全球四大卫星导航系统，为用户提供更加高效和精确的服务。

最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。

所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。