雷电监测数据采集系统设计.pdfVIP

摘要 摘要 雷电灾害作为一种自然灾害，一直对人类的生命财产构成威胁，其危害在全球 范围内普遍存在，因此雷电的研究及防护具有非常重要的意义。雷电监测数据采 集作为雷电监测、研究及防护的基础，以探测闪电的物理参数为基本任务，为深 入的雷电机理研究、地区天气资料、雷电预警等方面提供科学依据。 本文主要研究针对雷电时差定位与分类要求的雷电监测数据采集系统。该系统 利用 GPS 的时间、位置信息及 1PPS 信号为各监测点建立统一、精确的时间基准 及相对位置关系；利用 GPS 的高精度 1PPS 信号校准数据采集卡的采样时钟，为 数据采集系统提供高质量的同步采样时钟信号；利用 FPGA 构造脉冲峰值采集算 法实现了在高采样率下实时提取闪电辐射包络信号的峰值特征，减少数据量并降 低后续处理的难度；对电场变化低频信号采用数据段采集方式，在减少数据量的 同时实现了数据的连续采集与存储，为闪电的分类等提供数据依据；利用因特网 实现了各监测站点的远程控制及数据下载。 测试验证了该系统的同步性能及对脉冲峰值特征的准确捕捉性能。 关键词：雷电，数据采集，GPS，Internet I ABSTRACT ABSTRACT Lightning disaster, as a natural disaster, has been a thread to human life and property. As its harzards prevalent on a global scale, the lightning reaserch and protection is of very important significance. The lightning monitoring data acquisition system, as the foundation of thunder monitoring research and protection, take surveys of the physical parameter of the thunder as its basic task, provides the solid scientific support for thorough thunder mechanism research, graphic weather material and early warning. A lightning monitoring data acquisition system is proposed in this thesis for time-difference location and classification. The system uses GPS time, location information and 1 PPS signal to establish unified monitoring points, the precise time reference and relative position relations. High-precision 1 PPS signal of GPS is used to calibrate the sampling clock of the data acquisition card, provide the highly synchronized sampling clock signal for the data acquisition system. Pulse peak acquisition algorithm constructed in