一種基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的田間終端設(shè)備防雷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子產(chǎn)品防雷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的田間終端 設(shè)備防雷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷電是自然界中大氣的放電現(xiàn)象，其是伴有閃電和雷鳴的一種放電現(xiàn)象。在全球 范圍內(nèi)，每年發(fā)生在大氣中的雷電達(dá)31億次，平均每秒鐘約為100次。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年雷 擊造成的直接經(jīng)濟(jì)損失近10億元。目前，所采用的防雷技術(shù)主要集中在以下兩個(gè)方面：一 方面是對(duì)直擊雷的防護(hù)：直擊雷防護(hù)的主要方法是使用避雷針，通過(guò)避雷針將雷電電流引 入大地釋放以保護(hù)建筑物免受雷擊損壞；另一方面是對(duì)感應(yīng)雷擊的防護(hù)：感應(yīng)雷擊是由于 雷雨云的靜電感應(yīng)或放電時(shí)的電磁感應(yīng)作用，使金屬物件（如管道、鋼筋、電線(xiàn)等）感應(yīng)出 與雷雨云電荷相反的電荷，并造成放電所引起的雷擊現(xiàn)象。
[0003] 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一般應(yīng)用是將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集 信息，以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問(wèn)題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以 人力為中心、依賴(lài)于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量 使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。通常情況下，由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中位于在田 間的物聯(lián)網(wǎng)終端（以下簡(jiǎn)稱(chēng)田間物聯(lián)終端）的布設(shè)位置較低，其遭受直擊雷的概率較小，因 此，田間物聯(lián)終端的防雷措施主要針對(duì)的是感應(yīng)雷擊。目前，防止感應(yīng)雷擊的方法主要是使 用避雷裝置（如避雷器等）來(lái)封鎖感應(yīng)雷擊的各個(gè)通道，所采用的避雷器主要有電源避雷 器、天線(xiàn)避雷器、信號(hào)線(xiàn)避雷器等。
[0004] 針對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中使用的田間物聯(lián)終端，需使用避雷裝置封鎖感應(yīng)雷擊的通道主 要有以下4條：第一、天線(xiàn)、饋線(xiàn)引入避雷裝置；第二、電源線(xiàn)路引入避雷裝置；第三、信號(hào)線(xiàn) 路引入避雷裝置；第四、接地線(xiàn)路引入避雷裝置。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中田間物聯(lián)終端的數(shù)量多 且分布分散，如果針對(duì)每一個(gè)田間物聯(lián)終端都使用一套避雷裝置，其成本是難以承受的。因 而，需設(shè)計(jì)一種方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、投入成本低且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好的基于農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)的田間終端設(shè)備防雷方法，能簡(jiǎn)便且有效防止農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的田間物聯(lián)終端遭受雷 擊損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)的田間終端設(shè)備防雷方法，其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、投入成本低且實(shí)現(xiàn)方便、使 用效果好，能簡(jiǎn)便且有效防止農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的田間物聯(lián)終端遭受雷擊損壞。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的田間終 端設(shè)備防雷方法，其特征在于：需進(jìn)行防雷保護(hù)的田間終端設(shè)備包括田間物聯(lián)網(wǎng)終端和對(duì) 田間物聯(lián)網(wǎng)終端所處區(qū)域上空發(fā)生的雷電進(jìn)行監(jiān)測(cè)的雷電監(jiān)測(cè)裝置，所述田間物聯(lián)網(wǎng)終端 為布設(shè)在田間且以無(wú)線(xiàn)通信方式與上位監(jiān)控終端進(jìn)行通信的物聯(lián)網(wǎng)終端，所述雷電監(jiān)測(cè)裝 置布設(shè)在田間且其與田間物聯(lián)網(wǎng)終端布設(shè)于同一區(qū)域，所述雷電監(jiān)測(cè)裝置以無(wú)線(xiàn)通信方式 與上位監(jiān)控終端進(jìn)行通信；所述田間物聯(lián)網(wǎng)終端和雷電監(jiān)測(cè)裝置均由配電房進(jìn)行供電且二 者與配電房?jī)?nèi)的供電設(shè)備之間通過(guò)供電線(xiàn)路連接，所述供電線(xiàn)路中串接有通斷控制開(kāi)關(guān)， 所述通斷控制開(kāi)關(guān)由遠(yuǎn)程控制器控制且其與遠(yuǎn)程控制器相接；所述遠(yuǎn)程控制器以無(wú)線(xiàn)通信 方式與上位監(jiān)控終端進(jìn)行通信；所述田間終端設(shè)備的防雷方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一、初始參數(shù)設(shè)定：對(duì)上位監(jiān)控終端獲取天氣預(yù)報(bào)信息的頻率進(jìn)行設(shè)定，同時(shí) 通過(guò)上位監(jiān)控終端對(duì)田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，并對(duì)設(shè)定的雷電保護(hù)狀態(tài)進(jìn) 行同步存儲(chǔ)；
[0008] 所述上位監(jiān)控終端每次獲取天氣預(yù)報(bào)信息的時(shí)刻為天氣預(yù)報(bào)獲取時(shí)刻，相鄰兩個(gè) 天氣預(yù)報(bào)獲取時(shí)刻之間的時(shí)間間隔為一個(gè)防雷保護(hù)時(shí)段；
[0009] 所述田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為雷電保護(hù)中或未進(jìn)行雷電保護(hù)，當(dāng)所述田間 終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為雷電保護(hù)中時(shí)，所述通斷控制開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)所述田間 終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為未進(jìn)行雷電保護(hù)時(shí)，所述通斷控制開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)；本步驟 中，設(shè)定的田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為未進(jìn)行雷電保護(hù)；
[0010] 步驟二、防雷保護(hù)：所述上位監(jiān)控終端按照步驟一中設(shè)定的天氣預(yù)報(bào)信息的獲取 頻率，對(duì)各防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)田間物聯(lián)網(wǎng)終端所處區(qū)域的天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行獲取，并根據(jù)獲 取的天氣預(yù)報(bào)信息對(duì)田間終端設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)；各防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)，所述田間終端設(shè)備 的防雷保護(hù)方法均相同；
[0011] 任一個(gè)防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)，對(duì)田間終端設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)時(shí)，過(guò)程如下：
[0012] 步驟201、天氣預(yù)報(bào)信息獲取：所述上位監(jiān)控終端調(diào)用天氣預(yù)報(bào)獲取模塊且通過(guò) 互聯(lián)網(wǎng)，獲取當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)田間物聯(lián)網(wǎng)終端所處區(qū)域的天氣預(yù)報(bào)信息；所獲取的天 氣預(yù)報(bào)信息為文字信息；
[0013] 步驟202、天氣預(yù)報(bào)信息分析：所述上位監(jiān)控終端調(diào)用文字識(shí)讀模塊，對(duì)步驟201 中獲取的天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行識(shí)讀，并根據(jù)識(shí)讀結(jié)果，判斷所識(shí)讀的天氣預(yù)報(bào)信息中是否含 有字符"雷"：當(dāng)判斷得出所識(shí)讀的天氣預(yù)報(bào)信息中含有字符"雷"時(shí)，進(jìn)入步驟203 ;否則， 進(jìn)入步驟204 ;
[0014] 步驟203、有雷電防護(hù)處理，包括以下步驟：
[0015] 步驟2031、雷電保護(hù)狀態(tài)判斷：所述上位監(jiān)控終端對(duì)此時(shí)田間終端設(shè)備的雷電 保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行判斷：當(dāng)此時(shí)田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為未進(jìn)行雷電保護(hù)時(shí)，進(jìn)入步驟 2032 ;否則，當(dāng)此時(shí)田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)為雷電保護(hù)中時(shí)，所述上位監(jiān)控終端同步 向遠(yuǎn)程控制器發(fā)送結(jié)束雷電保護(hù)控制信息，所述遠(yuǎn)程控制器接收到所述結(jié)束雷電保護(hù)控制 信息后，同步控制所述通斷控制開(kāi)關(guān)接通，同時(shí)通過(guò)上位監(jiān)控終端將田間終端設(shè)備的雷電 保護(hù)狀態(tài)調(diào)整為未進(jìn)行雷電保護(hù)，之后進(jìn)入步驟2032 ;
[0016] 步驟2032、雷電監(jiān)測(cè)：當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)，采用雷電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)田間物聯(lián)網(wǎng)終 端所處區(qū)域上空發(fā)生的雷電進(jìn)行監(jiān)測(cè)：當(dāng)監(jiān)測(cè)出當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)田間物聯(lián)網(wǎng)終端所處 區(qū)域上空未發(fā)生一次雷電時(shí)，完成當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)田間終端設(shè)備的防雷保護(hù)過(guò)程，進(jìn) 入步驟205 ;否則，進(jìn)入步驟2033 ;
[0017] 步驟2033、雷電監(jiān)測(cè)結(jié)果上傳及同步分析：步驟2032中采用雷電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)田間 物聯(lián)網(wǎng)終端所處區(qū)域上空是否發(fā)生的雷電進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，當(dāng)監(jiān)測(cè)出田間物聯(lián)網(wǎng)終端所處 區(qū)域上空發(fā)生一次雷電時(shí)，雷電監(jiān)測(cè)裝置將監(jiān)測(cè)到的雷電信息同步上傳至上位監(jiān)控終端； 所述上位監(jiān)控終端接收到雷電信息后，根據(jù)接收的雷電信息，并結(jié)合雷電監(jiān)測(cè)裝置所處的 位置，分析得出此次雷電的發(fā)生位置與雷電監(jiān)測(cè)裝置之間的距離，記作LL ;之后，所述上位 監(jiān)控終端調(diào)用差值比較模塊，對(duì)LL和LY進(jìn)行比較：當(dāng)LL < LY時(shí)，所述上位監(jiān)控終端同步 向遠(yuǎn)程控制器發(fā)送啟動(dòng)雷電保護(hù)控制信息，所述遠(yuǎn)程控制器接收到所述啟動(dòng)雷電保護(hù)控制 信息后，同步控制所述通斷控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)田間終端設(shè)備的防雷 保護(hù)過(guò)程，同時(shí)通過(guò)上位監(jiān)控終端將田間終端設(shè)備的雷電保護(hù)狀態(tài)調(diào)整為雷電保護(hù)中，之 后進(jìn)入步驟205 ;否則，進(jìn)入步驟2034 ;
[0018] 其中，LY為預(yù)先設(shè)定的雷電預(yù)警距離且LY = IOOm~10000m ;
[0019] 步驟2034、后續(xù)雷電監(jiān)測(cè)：當(dāng)前防雷保護(hù)時(shí)段內(nèi)，采用雷電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)田間物聯(lián) 網(wǎng)終端所處區(qū)域上空是否