[实用新型]用于强对流天气预警的矿业安防节点

说明书

本实用新型提供了一种用于强对流天气预警的矿业安防节点，包括：用于监测节点处气压数据的气压传感器；用于监测雷电次数及雷电风暴前沿距离数据的雷电传感器；用于获取气压传感器与雷电传感器的数据，并对所述数据进行处理分析，进而判断是否有强对流天气将要到来，并在有强对流天气将要到来时发出告警信息的PSoC模块；气压传感器、雷电传感器均与PSoC模块连接，上位机通过LoRa无线通信模块连接PSoC模块，移动智能设备通过蓝牙通信模块连接PSoC模块，矿业设备通过光纤通信模块与PSoC模块连接。本实用新型集成度高，外形尺寸小，成本低廉，性能可靠，为构建矿业领域强对流天气预警体系提供了有效支撑。

技术领域

本实用新型涉及一种矿业安防节点，尤其涉及一种可以对强对流天气进行监测预警的矿业安防节点。

背景技术

强对流天气为在中小尺度天气系统范围内发生、伴随雷暴现象出现的短时强降水、对流性强风等。其持续时间短暂但具有突发性，是一种破坏性极大的气象灾害。强对流天气的强降雨、雷电、强风等气象灾害对矿业作业会带来较大的不利影响。强对流天气导致的表面径流及渗透作用有可能导致塌方、渗水及灌水事故，造成重大的人员、财产损失。我国多个省市安监部门先后要求落实在强降雨期间停产撤人的规定。雷暴过程中云地间可以通过闪电落雷等产生强烈的电子交换，并可能通过入地渗透或者经轨道管线等处直达巷道深处，轻则损坏机电、通信设备，重则引发火灾、瓦斯爆炸。而强风等亦会对通风系统、井架等设备造成一定的损坏。

现阶段对强对流天气的预警主要依靠卫星、S波段及C波段的多普勒天气雷达、地面观测站等方式获得的数据。但是强对流天气预测理论尚不充分完善，卫星及气象雷达数据的尺度范围、观测成本及气象服务模式还有待优化，强对流天气的发生有一定的突发性与随机性，这些原因造成强对流天气小尺度快速预警方面存在不足。此外我国矿业及石油企业在全球拓展业务范围，其矿区及钻采区所处的国家地区往往不具有完善的气象预警服务。海上钻井平台等处亦难获得中小尺度有效预警。随着中海油等企业海外矿区及油田规模的快速发展，对中小尺度强对流天气的预警需求更为迫切。

借助物联网技术可以快速有效地提供功能丰富的天气预警服务，此外其还可望具有成本低廉、监测密度高、易于和现有设备集成联动等特点，尤其适合在矿山、海上钻井平台等对小尺度气象预警有特殊需求的场合作为重要的辅助预警措施使用。随着电子技术的发展，通过微型、低成本、低功耗气压传感器与闪电传感器有望准确监测伴随强对流天气发生的气压与雷电剧烈变化；而可编程片上系统(PSoC，Programmable System-On-Chip)则在单芯片上高度集成了可配置模拟和数字设备功能、存储器和微控制器等，通过使用基于PSoC的IP核(Intellectual Property Core)开发技术，可以在一个“硅片”上实现定制功能的数模混合嵌入式系统。而面向下一代物联网的LoRa低功耗网技术则便于实现监测数据与告警信息的大范围交互传达。移动智能设备较强的工作能力与人机交互特性有助于实现在强对流灾害到来时针对个体的预警传达。借助光纤可靠的通信能力则可在具有较强电磁干扰的环境下进行可靠的数据传输。

基于上述技术，本实用新型设计并实现了一种结构简单、功能适配性强的强对流天气矿业安防预警节点，该节点有望为矿业等领域提供适用尺度小、实时性强、组网联动能力高的强对流天气预警技术手段。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何基于物联网技术，实现便于布设、具有较强无线通信能力的矿业安防节点，对在较小尺度范围内发生、具有较大破坏性的强对流天气进行预警。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种用于强对流天气预警的矿业安防节点，其特征在于，包括：

用于监测节点处的气压数据的气压传感器；

用于监测雷电次数及雷电风暴前沿距离数据的雷电传感器；