專利名稱：數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電磁場(chǎng)測(cè)量裝置，具體地指一種數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，用于特定頻段的環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲測(cè)量。
背景技術(shù)：
雷電探測(cè)站主要通過(guò)設(shè)置觸發(fā)門(mén)限的方式減少環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲造成的誤觸發(fā)，如果門(mén)限設(shè)置過(guò)高，會(huì)造成雷電探測(cè)站探測(cè)效率的降低；如果門(mén)限設(shè)置過(guò)低，會(huì)造成誤觸發(fā)概率的增加，同樣會(huì)造成探測(cè)效率降低。因此，雷電探測(cè)站需要安裝在低噪聲的電磁場(chǎng)環(huán)境中，而環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲測(cè)量對(duì)選擇雷電探測(cè)站安裝地點(diǎn)，評(píng)價(jià)選站地點(diǎn)優(yōu)略性，提高雷電探測(cè)站探測(cè)效率，具有十分重要的意義。目前，環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲強(qiáng)度的測(cè)量方式主要是通過(guò)峰值保持電路記錄單位時(shí)間內(nèi)的電磁場(chǎng)噪聲最大值，但是該方法無(wú)法得到電磁場(chǎng)噪聲的頻率、波形等其它特征量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，該選站儀能夠檢測(cè)雷電探測(cè)站參考建站地點(diǎn)特定頻段的環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲，以及判斷該地點(diǎn)是否滿足建立雷電探測(cè)站的環(huán)境電磁場(chǎng)要求，具有操作方便，功耗低的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，包括電磁場(chǎng)天線、電池供電模塊以及與所述電磁場(chǎng)天線連接的手持信號(hào)采集終端，所述手持信號(hào)米集終端包括:信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)輸入端與所述電磁場(chǎng)天線連接，包括兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路；模擬開(kāi)關(guān)電路，與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，用于控制所述兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路的切換；高速信號(hào)采集電路，信號(hào)輸入端與所述模擬開(kāi)關(guān)電路連接；可編程邏輯單元，與所述高速信號(hào)采集電路連接；微控制器單元，與所述可編程邏輯單元連接；掉電存儲(chǔ)模塊，與所述微控制器單元連接；以及聲光報(bào)警模塊，與所述微控制器單元連接電源模塊，與所述電池供電模塊連接，為所述手持信號(hào)采集終端提供電源。在上述技術(shù)方案中，所述電磁場(chǎng)天線由相互正交的矩形磁場(chǎng)天線和平行極板電場(chǎng)天線組成。在上述技術(shù)方案中，所述手持信號(hào)采集終端的外部設(shè)有金屬殼體。進(jìn)一步地，所述手持信號(hào)采集終端還包括:全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊，與所述微控制器單兀連接。進(jìn)一步地，所述手持信號(hào)采集終端還包括:[0018]液晶顯示模塊；與所述微控制器單元連接；以及按鍵輸入模塊，與所述微控制器單元連接。進(jìn)一步地，所述手持信號(hào)采集終端還包括:看門(mén)狗模塊，與所述微控制器單元連接。本實(shí)用新型采用數(shù)字信號(hào)處理方式獲取特定頻段的環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲強(qiáng)度、頻率和波形等特征量，與峰值保持采樣的方式相比，有利于對(duì)環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲程度進(jìn)行綜合評(píng)估，并且提高了選站儀的準(zhǔn)確性、靈活性、可靠性和可操作性。本實(shí)用新型數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀采用與數(shù)字式雷電探測(cè)站相同的信號(hào)采集和處理方式，能夠?yàn)閿?shù)字式雷電探測(cè)站的觸發(fā)門(mén)限設(shè)置提供直接參考。此外，用戶可利用液晶屏和按鍵，手動(dòng)修改相關(guān)參數(shù)。本數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀能夠通過(guò)液晶顯示模塊直觀顯示環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲的峰值、穿越頻率(噪聲波形穿越閾值的頻率)、閾值、GPS時(shí)間和位置、以及衛(wèi)星狀態(tài)，提高了選站的準(zhǔn)確性和可靠性，具有易操作，低功耗的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1中手持信號(hào)采集終端的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，包括電磁場(chǎng)天線100和手持信號(hào)采集終端200，電磁場(chǎng)天線100將接收的電磁場(chǎng)信號(hào)傳輸至手持信號(hào)采集終端200，手持信號(hào)采集終端200連接有電池供電模塊300。本實(shí)施例中，電磁場(chǎng)天線100由相互正交的矩形磁場(chǎng)天線和平行極板電場(chǎng)天線組成。如圖2所示，手持信號(hào)采集終端200包括信號(hào)調(diào)理電路201、模擬開(kāi)關(guān)電路202、高速信號(hào)采集電路203、可編程邏輯單元204、微控制器單元205，信號(hào)調(diào)理電路201的信號(hào)輸入端與電磁場(chǎng)天線100的信號(hào)輸出端連接，模擬開(kāi)關(guān)電路202的信號(hào)輸入端與信號(hào)調(diào)理電路201的信號(hào)輸出端連接，高速信號(hào)采集電路203的信號(hào)輸入端與模擬開(kāi)關(guān)電路202的信號(hào)輸出端連接，可編程邏輯單元204與高速信號(hào)采集電路203連接，微控制器單元205與可編程邏輯單元204連接。微控制器單元205還連接有全球定位系統(tǒng)模塊206、聲光報(bào)警模塊207、按鍵輸入模塊208、掉電存儲(chǔ)模塊209、液晶顯示模塊210、看門(mén)狗模塊211和電源模塊212。本實(shí)施例中，手持信號(hào)采集終端200中各組成部分具體為:信號(hào)調(diào)理電路201包括兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路，其中磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路為現(xiàn)有技術(shù)所常用的電路，此處不再贅述。模擬開(kāi)關(guān)電路202控制信號(hào)調(diào)理電路201中兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路的切換，也為現(xiàn)有技術(shù)所常用的電路，此處不再贅述。高速信號(hào)采集電路203、聲光報(bào)警模塊207、按鍵輸入模塊208、液晶看門(mén)狗模塊211和電源模塊212均為現(xiàn)有技術(shù)中所常用的電路，其具體結(jié)構(gòu)此處不再贅述?？删幊踢壿媶卧?04選用MAX V系列中的5M1270ZT144，它具有1270個(gè)邏輯單元，980個(gè)典型的宏單元，4個(gè)全局時(shí)鐘輸入，以及8192bits的用戶FLASH存儲(chǔ)空間，最大支持271個(gè)I/O 口。MAX V系列CPLD的功耗僅為市場(chǎng)上其他密度相當(dāng)CPLD的50%。微控制器單元205采用飛思卡爾公司的單片機(jī)芯片MC9S12DT512。STM32L151是16位微控制器，最高80MHz主頻，LQFP80封裝。32kB的片內(nèi)靜態(tài)RAM，4kB片內(nèi)EEPROM和512kB的片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器。10位A/D轉(zhuǎn)換器提供16路模擬輸入。芯片集成5個(gè)串行接口，包括2個(gè)UART接口、I個(gè)I2C接口和2個(gè)SPI接口。全球定位系統(tǒng)模塊206采用UBLOX公司的LEA_6T_0模塊，用于準(zhǔn)確定位持信號(hào)采集終端200所處位置的經(jīng)緯度。掉電存儲(chǔ)模塊209為具有I2C接口的可掉電存儲(chǔ)的EEPR0M。顯示模塊210為具有128*64點(diǎn)陣的白色背光屏。本實(shí)施例中，手持信號(hào)采集終端200設(shè)于一個(gè)金屬殼體內(nèi)，以增強(qiáng)電磁屏蔽效果。本實(shí)用新型數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀的工作過(guò)程如下:電磁場(chǎng)天線100的三路輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路201處理后，由模擬開(kāi)關(guān)電路202控制三路信號(hào)接入高速信號(hào)采集電路203的時(shí)間和順序。可編程邏輯單元204實(shí)時(shí)處理高速信號(hào)采集電路203輸出的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算出信號(hào)的峰值和穿越頻率，并存儲(chǔ)在掉電存儲(chǔ)模塊209中，還通過(guò)液晶顯示模塊210顯示出計(jì)算結(jié)果。如果峰值或穿越頻率超過(guò)一定閾值，則微控制器單元205發(fā)出控制信號(hào)觸發(fā)聲光報(bào)警模塊207，啟動(dòng)報(bào)警，表示該地點(diǎn)的電磁場(chǎng)環(huán)境并不適合安裝數(shù)字式雷電探測(cè)站，應(yīng)盡量選擇其它峰值和穿越頻率盡量低的地點(diǎn)安裝數(shù)字式雷電探測(cè)站。本實(shí)用新型通過(guò)看門(mén)狗模塊211監(jiān)控微控制器單元205的正常運(yùn)行。此外，通過(guò)電池供電模塊300與電源模塊212連接，為手持信號(hào)采集終端200提供電能。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于，包括: 電磁場(chǎng)天線、電池供電模塊以及與所述電磁場(chǎng)天線連接的手持信號(hào)采集終端，所述手持信號(hào)采集終端包括: 信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)輸入端與所述電磁場(chǎng)天線連接，包括兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路； 模擬開(kāi)關(guān)電路，與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，用于控制所述兩路磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路和一路電場(chǎng)信號(hào)調(diào)理電路的切換； 高速信號(hào)采集電路，信號(hào)輸入端與所述模擬開(kāi)關(guān)電路連接； 可編程邏輯單元，與所述高速信號(hào)采集電路連接； 微控制器單元，與所述可編程邏輯單元連接； 掉電存儲(chǔ)模塊，與所述微控制器單元連接；以及 聲光報(bào)警模塊，與所述微控制器單元連接 電源模塊，與所述電池供電模塊連接，為所述手持信號(hào)采集終端提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于:所述電磁場(chǎng)天線由相互正交的矩形磁場(chǎng)天線和平行極板電場(chǎng)天線組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于:所述手持信號(hào)采集終端的外部設(shè)有金屬殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于，所述手持信號(hào)采集終端還包括: 全球定位系統(tǒng)模塊，與所述微控制器單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于，所述手持信號(hào)采集終端還包括: 液晶顯示模塊；與所述微控制器單元連接；以及 按鍵輸入模塊，與所述微控制器單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，其特征在于，所述手持信號(hào)采集終端還包括: 看門(mén)狗模塊，與所述微控制器單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀，包括電磁場(chǎng)天線和手持信號(hào)采集終端，所述手持信號(hào)采集終端包括依次連接的信號(hào)調(diào)理電路、模擬開(kāi)關(guān)電路、高速信號(hào)采集電路、可編程邏輯單元和微控制器單元，微控制器單元還連接有全球定位系統(tǒng)模塊、聲光報(bào)警模塊、按鍵輸入模塊、掉電存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、看門(mén)狗模塊和電源模塊。本數(shù)字式雷電探測(cè)站選站儀能夠通過(guò)液晶顯示模塊直觀顯示環(huán)境電磁場(chǎng)噪聲的峰值、穿越頻率、閾值、GPS時(shí)間和位置、以及衛(wèi)星狀態(tài)，提高了選站的準(zhǔn)確性和可靠性，具有易操作，低功耗的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R29/08GK202948073SQ20122070103
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者詹學(xué)壘, 方玉河, 劉勇, 吳彪, 李哲, 許遠(yuǎn)根, 賀俊, 汪俊雄, 俞坤師, 曾瑜 申請(qǐng)人:湖北省電力公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司