本實(shí)用新型涉及雷電預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種放電現(xiàn)象。它是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，具有極強(qiáng)的破壞性和殺傷力，直接威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。雷電可以在世界任何地方發(fā)生，甚至發(fā)生在兩極和沙漠地帶，但通常在低緯度的地方（特別是熱帶雨林地區(qū)）會(huì)較頻繁地發(fā)生，并且可能每日都會(huì)發(fā)生。現(xiàn)在雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，因此有效的對(duì)雷電進(jìn)行預(yù)警，并將預(yù)警信息及時(shí)精準(zhǔn)的通知到雷電即將發(fā)生區(qū)域內(nèi)的每位居民，對(duì)于保證居民生命和財(cái)產(chǎn)的安全具有重大意義。

目前市場(chǎng)上的雷電預(yù)警系統(tǒng)多數(shù)采用雷達(dá)技術(shù)，這樣設(shè)計(jì)出的雷電預(yù)警系統(tǒng)體積龐大，成本較高，個(gè)體用戶無(wú)法使用，而且大多數(shù)系統(tǒng)不具備遠(yuǎn)程無(wú)線通信功能。另一方面，現(xiàn)在雷電預(yù)警基本上是氣象部門通過(guò)部門內(nèi)的大型雷電預(yù)警裝置獲得雷電預(yù)警信息，然后通過(guò)媒體或短信的形式通知給雷電即將發(fā)生區(qū)域內(nèi)的居民，這樣的預(yù)警信息傳遞具有延時(shí)性，很多居民往往收不到預(yù)警信息，而雷電發(fā)生時(shí)來(lái)勢(shì)兇猛，稍微的延時(shí)就有可能造成不可挽回的生命和財(cái)產(chǎn)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，在雷電發(fā)生前檢測(cè)到雷電信息，并向用戶手機(jī)APP終端、微信終端和手機(jī)短信發(fā)送雷電預(yù)警信息提醒，雷電發(fā)生后可以在云端服務(wù)器查看雷電活動(dòng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，包括天線、閃電傳感器、閃電傳感器通信模塊、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、樹莓派、無(wú)線通訊模塊和云端服務(wù)器；

所述樹莓派分別和溫濕度傳感器、氣壓傳感器、無(wú)線通訊模塊、閃電傳感器通信模塊的輸出端相連；所述閃電傳感器通信模塊的輸入端和閃電傳感器相連；

所述天線設(shè)置在閃電傳感器上，用于獲取雷電信號(hào)，并將其傳遞給閃電傳感器；

所述閃電傳感器用于根據(jù)接收到的雷電信號(hào)計(jì)算出雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置，并通過(guò)閃電傳感器通信模塊將其傳遞給所述樹莓派；

所述溫濕度傳感用于測(cè)量溫濕度的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述氣壓傳感器用于測(cè)量氣體壓強(qiáng)的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述樹莓派用于將接收到的雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置、溫濕度以及氣體壓強(qiáng)的大小整合成雷電信息，并將其通過(guò)無(wú)線通訊模塊上傳至所述云端服務(wù)器；

所述云端服務(wù)器和無(wú)線通訊模塊基于無(wú)線通信，用于存儲(chǔ)接收到的雷電信息，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個(gè)終端地址發(fā)送提醒信息。

預(yù)先設(shè)定的終端地址列表可以包括手機(jī)APP終端地址、手機(jī)微信終端地址及手機(jī)短信終端地址。

天線獲取遠(yuǎn)距離雷電信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送給閃電傳感器，閃電傳感器根據(jù)天線發(fā)來(lái)的信號(hào)計(jì)算出雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置，然后通過(guò)閃電傳感器通信模塊將相關(guān)信息發(fā)給樹莓派，樹莓派將接收到的閃電傳感器通信模塊傳來(lái)的雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置信息、溫濕度傳感器傳來(lái)的溫濕度大小以及氣壓傳感器傳來(lái)的氣壓大小整合成雷電信息，并將其通過(guò)無(wú)線通訊模塊上傳至云端服務(wù)器，云端服務(wù)器接收和存儲(chǔ)雷電信息，并立即向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個(gè)終端地址發(fā)送提醒信息。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述天線采用RLC電路結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述閃電傳感器采用AS3935富蘭克林閃電傳感器。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述閃電傳感器通信模塊采用MOD-1016閃電傳感器模塊。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述溫濕度傳感器采用HL-WSD1溫濕度傳感器。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述氣壓傳感器采用MS5607-02BA數(shù)字壓力傳感器。

作為本實(shí)用新型一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述樹莓派采用樹莓派2或樹莓派3B型版本。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.直接獲取雷電、溫濕度及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，并立即向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個(gè)終端地址發(fā)送提醒信息，使得居民用戶在第一時(shí)間知曉雷電活動(dòng)情況，并及時(shí)開展預(yù)防措施，具有實(shí)時(shí)性，避免了雷電預(yù)警信息傳遞的延時(shí)性；

2.云端服務(wù)器存儲(chǔ)雷電信息，為事后查看天氣變化情況和研究本地雷電天氣變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)依據(jù)；

3.采用目前已成熟應(yīng)用的樹莓派作為系統(tǒng)的核心處理器，成本較低，并有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、與云端服務(wù)器通訊難以實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)；

4.能夠準(zhǔn)確有效地實(shí)現(xiàn)雷電活動(dòng)預(yù)警，系統(tǒng)體積小，方便個(gè)體用戶使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

樹莓派又稱卡片式電腦，外形只有信用卡大小，卻具有電腦的所有基本功能。樹莓派號(hào)稱是世界上最小的臺(tái)式機(jī)，其實(shí)是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD/MicroSD卡為內(nèi)存硬盤，卡片主板周圍有USB接口和一個(gè)以太網(wǎng)接口，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號(hào)的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能，其操作系統(tǒng)采用的是開源的Linux系統(tǒng)，只需接通電視機(jī)和鍵盤，就能執(zhí)行如電子表格、文字處理、玩游戲、播放高清視頻等諸多功能。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種基于樹莓派的雷電云服務(wù)預(yù)警系統(tǒng)，包括天線、閃電傳感器、閃電傳感器通信模塊、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、樹莓派、無(wú)線通訊模塊和云端服務(wù)器；

所述樹莓派分別和溫濕度傳感器、氣壓傳感器、無(wú)線通訊模塊、閃電傳感器通信模塊的輸出端相連；所述閃電傳感器通信模塊的輸入端和閃電傳感器相連；

所述天線設(shè)置在閃電傳感器上，用于獲取雷電信號(hào)，并將其傳遞給閃電傳感器；

所述閃電傳感器用于根據(jù)接收到的雷電信號(hào)計(jì)算出雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置，并通過(guò)閃電傳感器通信模塊將其傳遞給所述樹莓派；

所述溫濕度傳感用于測(cè)量溫濕度的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述氣壓傳感器用于測(cè)量氣體壓強(qiáng)的大小，并將其傳遞給所述樹莓派；

所述樹莓派用于將接收到的雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置、以及溫濕度和氣體壓強(qiáng)的大小整合成雷電信息，并將其通過(guò)無(wú)線通訊模塊上傳至所述云端服務(wù)器；

所述云端服務(wù)器和無(wú)線通訊模塊基于無(wú)線通信，用于存儲(chǔ)接收到的雷電信息，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個(gè)終端地址發(fā)送提醒信息。

在本實(shí)施例中采用RLC電路結(jié)構(gòu)作為天線（不局限于此結(jié)構(gòu)）。

閃電傳感器，在本實(shí)施例中采用AS3935富蘭克林閃電傳感器（不局限于此種傳感器），可以根據(jù)天線發(fā)來(lái)的信號(hào)探測(cè)附近是否存在和可能即將發(fā)生的危險(xiǎn)雷電活動(dòng)并根據(jù)雷電信號(hào)計(jì)算出雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和位置，可探測(cè)的閃電活動(dòng)距離最遠(yuǎn)可達(dá)40km，該傳感器還能識(shí)別并抑制來(lái)自常見人為產(chǎn)生的干擾信號(hào)并可在室內(nèi)及室外工作。

閃電傳感器通信模塊，在本實(shí)施例中采用MOD-1016閃電傳感器模塊（不局限于此通信模塊），該模塊可以通過(guò)SPI或I2C總線協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)閃電傳感器與樹莓派的數(shù)據(jù)通信。

溫濕度傳感器，在本實(shí)施例中采用HL-WSD1溫濕度傳感器（不局限于此種傳感器），濕度范圍0～100%不凝結(jié)，濕度精度：±2%RH，溫度范圍：-50～150℃，溫度精度：±0.1℃，可應(yīng)用于氣象觀測(cè)、環(huán)境控制和過(guò)程控制等領(lǐng)域中。

氣壓傳感器，在本實(shí)施例中采用MS5607-02BA數(shù)字壓力傳感器（不局限于此類傳感器），是一款基于SPI和I2C總線接口的高分辨率氣壓傳感器，分辨率可達(dá)到20cm，可應(yīng)用于氣象站或天氣預(yù)報(bào)機(jī)。

樹莓派，在本實(shí)施例中采用樹莓派2或樹莓派3B型版本（不局限于此兩種樹莓派版本）。

云端服務(wù)器，在本實(shí)施例中采用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供的穩(wěn)定的云服務(wù)器（不局限于此，也可自建服務(wù)器）。

云端服務(wù)器不需要特別大的存儲(chǔ)空間，因?yàn)樵撓到y(tǒng)只在有雷電活動(dòng)時(shí)才會(huì)檢測(cè)到并獲取雷電及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，日常無(wú)雷電活動(dòng)時(shí)是不上傳數(shù)據(jù)到云端服務(wù)器的，從而減少了云端服務(wù)器的工作量，節(jié)約預(yù)警系統(tǒng)的成本。

本實(shí)用新型直接獲取雷電、溫濕度及氣壓等天氣變化信息，并上傳到云端服務(wù)器，并向預(yù)先設(shè)定的終端地址列表中的每一個(gè)終端地址發(fā)送提醒信息，使得居民用戶在第一時(shí)間知曉雷電活動(dòng)情況，并及時(shí)開展預(yù)防措施，具有實(shí)時(shí)性，避免了雷電預(yù)警信息傳遞的延時(shí)性；云端服務(wù)器存儲(chǔ)雷電信息，為事后查看天氣變化情況和研究本地雷電天氣變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)依據(jù)；且采用目前已成熟應(yīng)用的樹莓派作為系統(tǒng)的核心處理器，成本較低，并有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、與云端服務(wù)器通訊難以實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)；此外，能夠準(zhǔn)確有效地實(shí)現(xiàn)雷電活動(dòng)預(yù)警，系統(tǒng)體積小，方便個(gè)體用戶使用。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。