CN107076873A - 闪电监测***、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为确定雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。一种***，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。
Description
背景技术
闪电是云内的带电区域之间或者云与行星的表面之间的静电放电。存在四种基本类型的闪电：云内闪电；云间闪电；云空闪电；以及云地闪电。云间闪电普遍发生在雷雨的开始时。气象局使用闪电监测***与天气雷达结合来定位并追踪雷雨。
存在三种基本类型的闪电监测***：使用多个监测器的基于地的***；移动监测***(通常在航空器上)；以及基于空间的***。每种闪电监测***都具有它们自身的局限性。由于移动监测***利用衰减而非三角测量来确定闪电位置，因此移动监测***可能难以辨别是弱的雷击在靠近还是强的雷击在远去。由于基于空间的闪电监测***与移动监测***或基于地的***相比花费更多的时间去传播信息，因此来自基于空间的闪电监测***的信息对于诸如空中导航的实时应用程序来说价值有限。
诸如美国国家气象局等的气象局使用基于地的闪电监测***，这些基于地的闪电监测***使用来自多个位置的多个监测器的三角测量来确定雷击的位置。例如，国家雷电监测网(NLDN)包括贯穿美国大陆而分布的大约100个基于地的监测器。这些监测器感测雷击的电磁信号，并且经由卫星将数据发送至美国亚利桑那州的图森的中央处理位置，该中央处理位置通过对三个或更多个信号进行三角测量来估计雷击的位置。
传统的基于地的闪电监测***也存在一些缺陷。最显著的缺陷是由于有限数量的基于地的监测器而引起精度不够。由于基于地的闪电监测器之间相隔可能数百英里，因此即使最先进的基于地的闪电监测***的精度也是受限制的。
由于可能是一个监测器监测发起云上的闪电的位置而另一个监测器监测接收云上的闪电的位置，因此利用传统的基于地的监测***来监测云间闪电尤其困难。为了在可接受的误差范围内监测并定位云间闪电，基于地的闪电监测***在监测范围内需要至少三个监测器。由于基于地的闪电监测器的数量受限，因此传统的基于地的闪电监测***低估云间闪电。在监测云空闪电的情况下，传统的基于地的闪电监测器也具有类似的缺陷。
可以通过增加基于地的监测器的数量来提高传统的基于地的闪电监测网络的精度。然而，每次制造、部署以及维护基于地的监测器时，网络的成本都增加。因此，需要提高闪电监测网络的精度的同时降低基于地的监测器的制造、部署和维护的成本。
发明内容
为了克服现有技术中的这些缺陷和其它缺陷，提供示例性实施例的多个方面。
根据示例性实施例的一个方面，提供一种***，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。
根据示例性实施例的另一个方面，提供一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为监测雷击并确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。
根据示例性实施例的另一个方面，提供一种闪电监测方法，其包括：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到闪电监测数据库中。
附图说明
通过参考附图可以更好地理解示例性实施例的各方面。附图中的组件不一定按比例，而是重点在于示出示例性实施例的原理。
图1是示出传统的基于地的闪电监测***的自上而下视图。
图2A是根据本发明的示例性实施例的基于地的闪电监测***的自上而下视图。
图2B是图1所示的传统的基于地的闪电监测***的侧视图。
图2C是图2A所示的基于地的闪电监测***的侧视图。
图3是根据本发明的示例性实施例的通信装置的概要图。
图4A是根据本发明的示例性实施例的通信装置的电场监测器的概要图。
图4B是示出使用根据本发明的示例性实施例的图4A所示的电场监测器的触摸感测和电场监测的方法的流程图。
图5是根据本发明的示例性实施例的图2A所示的闪电监测***的另一概要图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细说明本发明的示例性实施例，在这些附图中，相同的附图标记代表相同的元素或步骤。
图1是传统的基于地的闪电监测***100的自上而下视图。如图1所示，基于地的闪电监测***100包括基于地的闪电监测器101、102和103。监测器101、102和103被配置为监测雷击110，估计各个监测器与雷击110之间的距离，以及将该距离通信至中央处理器(未图示)，其中该中央处理器被配置为通过对雷击110的位置和已知的基于地的监测器的位置进行三角测量来估计雷击110的位置。
响应于云地雷击110，闪电监测器101估计从监测器101到雷击110的距离131，并且闪电监测器102估计从监测器102到雷击110的距离132。如果雷击在第三个闪电监测器的可监测范围内，则传统的闪电监测***100仅可以区分位置110处的雷击和位置110’处的雷击。在本示例中，由于闪电监测器103位于估计从监测器103到雷击110的距离133的范围内，因此传统的闪电监测***100仅能够确定雷击110的位置。
图2A是根据本发明的示例性实施例的基于地的闪电监测***200的自上而下视图。如图2A所示，闪电监测***200包括遍布在地球上的多个位置处的多个闪电监测器210。由于闪电监测器210的数量大于传统的闪电监测器101～103的数量，因此闪电监测***200的精度和可靠度显著大于传统的闪电监测***100的精度和可靠度。在图2A所示的示例中，闪电监测***200包括闪电监测器210a、210b和210c，并且无论传统的闪电监测器103是否位于监测雷击110的范围之内，均可以确定雷击110的位置。
与传统的闪电监测***100相比，闪电监测***200还具有增大的垂直范围。图2B是传统的闪电监测***100的侧视图。简便起见，示出了两个传统的基于地的闪电监测器101和102。但是，相同的分析适用于需要用于三角测量的至少三个监测器的***。如图2B所示，传统的基于地的闪电监测器101和102各自具有范围R。各个范围R的重叠使得传统的闪电监测***100具有有效的垂直范围H100。
图2C是包括闪电监测器210a和210b的闪电监测***200的侧视图。在假定闪电监测器210a和210b与传统的基于地的闪电监测器101和102具有相同的范围R的情况下，闪电监测器210a和210b的接近使得闪电监测***200具有比传统的闪电监测***100的有效垂直范围H100大的有效垂直范围H200。
闪电监测***200可以与传统的闪电监测***100相结合。例如，各个闪电监测器210可以将闪电监测器210与雷击110之间的距离输出至传统的闪电监测***100所使用的同一中央处理器。通过将传统的基于地的闪电监测器101、102和103所进行的监测与多个闪电监测器210所进行的监测相结合，闪电监测***200的精度显著大于传统的闪电监测***100的精度。还可以将基于地的闪电监测***200与一个或多个移动闪电监测***和/或基于空间的闪电监测***相结合，以进一步提高闪电监测的可靠度和精度。
如上所述，在每次制造、部署和维护基于地的监测器101～103时，传统的基于地的闪电监测***100的成本增加。然而，如下文所述，通过将闪电监测器210并入便携式通信装置300，基于地的闪电监测***200降低或消除了附加的成本。除了提高闪电监测***200的精度，将闪电监测器210并入便携式通信装置300，这使得将部署和维护闪电监测器210的成本从维护闪电监测***200的人转移到购买和维护便携式通信装置300的人身上。
图3是根据本发明的示例性实施例的便携式通信装置300的概要图。如图3所示，便携式通信装置300可以包括存储器310、一个或多个处理器320、输入/输出子***330、一个或多个输出装置340、一个或多个输入装置360、射频(RF)电路370、一个或多个传感器380以及电力***390。
存储器310可以包括一个或多个计算机可读存储介质。例如，存储器310可以包括高速随机存取存储器以及/或者诸如一个或多个磁盘存储装置、闪存装置和/或其它非易失性固态存储器等的非易失性存储器。
便携式通信装置300包括位置监测模块312。位置监测模块312可以是被配置为确定或估计通信装置310的位置的任何合适的装置。如图3所示，位置监测模块312可以被实现为存储器310中所存储的由一个或多个处理器320执行的指令集。作为选择，位置监测模块312可以通过硬件或者硬件和计算机可读指令的组合来实现。位置监测模块312可以通过任何合适的部件来确定或估计通信装置310的位置，这些合适的部件包括全球定位***(GPS)、辅助GPS(A-GPS)、基于Wi-Fi的定位***、基于蜂窝网络的定位等。
一个或多个处理器320可以包括中央处理单元(CPU)322、一个或多个控制器324、以及/或者一个或多个***控制器326等。处理器320可以集成到单个半导体芯片中或者可以由多于一个的芯片来实现。一个或多个处理器320可以执行存储器310中所存储的各种软件程序和/或指令集，以处理数据和/或针对装置300执行各种功能。
输入/输出子***330将装置300上的诸如输出装置340、输入装置360和传感器380等的输入/输出***设备连接至***控制器326。输入/输出子***330可以包括一个或多个输出控制器334、一个或多个输入控制器336、以及/或者一个或多个传感器控制器338等。一个或多个输出控制器334相对于输出装置340发送/接收电信号。一个或多个输入控制器334相对于输入装置360接收/发送电信号。一个或多个传感器控制器338相对于输入装置380接收/发送电信号。
一个或多个输出装置可以包括显示器342、扬声器344、一个或多个外部端口等。显示器342可以是被配置为输出可见光的任何合适的装置，例如液晶显示器(LCD)、发光聚合物显示器(LPD)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)等。
一个或多个输入装置360可以包括键盘362、鼠标(或轨迹球)364、静态或视频照相机366、触摸板368等。触摸板368可以包括任何合适的技术来确定手指或触针相对于装置300的位置。如下文所述，触摸板368可以包括电阻式触摸传感器、自电容式触摸传感器、交互电容式触摸传感器等。触摸板368可以被显示器342覆盖或者与显示器342集成，以形成触感显示器或触摸屏。
RF电路370可以是被配置为发送和/或接收RF信号的任何合适的装置。RF电路370可以包括天线***371、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、CODEC芯片组、用户身份识别模块(SIM)卡、存储器等。RF电路370可以经由电磁信号与其它通信装置或诸如因特网、内联网和/或无线网络(例如蜂窝电话网络、无线局域网(LAN)、以及无线通信所利用的其它装置等)的通信网络进行通信。无线通信可以使用多个通信标准、协议和技术中的任何一种，其包括全球移动通信***(GSM)、增强的数据GSM环境(EDGE)、高速下行分组接入(HSDPA)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、无线保真(Wi-Fi)(例如IEEE 802.11)、互联网协议电话(VoIP)、Wi-MAX、或者包括尚未开发的通信协议的任何其它合适的通信协议。
电力***390可以是被配置为向装置300的元件分配电力的任何合适的装置。电力***390可以包括一个或多个电源(例如，电池、交流电(AC)等)、电力转换***、电力管理***、再充电***、电力故障监测电路、电力转换器或换流器、电力状态指示器(例如，发光二极管(LED))以及与在电子装置中生成、管理和分配电力相关联的任何其它元件。
一个或多个传感器380可以包括接近传感器382、环境光传感器384、加速计386和陀螺仪等。接近传感器382可以是被配置为监测便携式通信装置300是否处于对象的预定距离以内的任何合适的装置。例如，当接近传感器382确定为在电话通话期间装置300位于用户的面部附近或者装置300的盖被关闭时，便携式通信装置300可以被配置为去激活(deactivate)显示器342和/或触摸板368。环境光传感器384可以是被配置为确定环境光的量的任何合适的装置。例如，便携式通信装置300可以被配置为基于环境光传感器所监测到的环境光的量来调整显示器342的亮度。
图3所示的便携式通信装置300是被配置为向移动电话网络发送数据的电子装置(即，“智能手机”)。但是，应当理解，图3所示的便携式通信装置300仅仅是便携式通信装置的一个示例，并且装置300可以具有与示出的示例相比更多或更少的元件、可以组合两个或更多个元件、或者可以具有元件的不同结构或配置。在本发明的示例性实施例中，便携式通信装置300可以是被配置为监测闪电、与一个或多个网络510通信、以及进行与闪电监测不相关的至少一个其它功能的任何合适的电子装置。便携式通信装置300可以是例如连接网络的计算装置(例如个人数字助理(PDA)、平板、笔记本电脑、便携式天气监测器、GPS接收器等)或者连接网络的交通工具(例如汽车、轮船、飞机、卫星车等)。
在其它示例性实施例中，一个或多个闪电监测器210可以并入诸如连接网络的计算机、家电、住宅、办公楼或其它结构等的非便携式通信装置中。非便携式通信装置可以确定自身的位置以及/或者将自身的位置发送给闪电监测***200。作为选择，非便携式通信装置的位置对于闪电监测***200来说可以是已知的。
便携式通信装置300包括一个或多个闪电监测器210。图3所示的各种元件可以以硬件、软件、或者硬件和软件两者的结合的方式来实现，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。
一个或多个闪电监测器210可以是被配置为监测闪电的任何合适的装置。闪电监测器210可以监测到在便携式通信装置300的位置附近发生了雷击110以及/或者可以确定或估计从便携式通信装置300的位置到雷击110的距离或方向。
在一些示例性实施例中，可以通过添加专门被配置为监测雷击110的附加硬件来将一个或多个闪电监测器210并入便携式通信装置300中。在其它更优选的示例性实施例中，使用便携式通信装置300中的用于执行与闪电监测无关的其它功能的一个或多个硬件元件来实现一个或多个闪电监测器210。使用执行与闪电监测无关的其它功能的一个或多个硬件元件进一步降低了制造、部署以及维护闪电监测器310的成本。
根据一个示例性实施例，一个或多个闪电监测器210可以包括射频(RF)闪电监测器。RF闪电监测器可以是被配置为监测闪电所生成的RF电磁信号的任何合适的装置。RF闪电监测器还可以基于例如所监测到的能量放电的大小来确定或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离。RF闪电监测器可以被实现为并入便携式通信装置300的用于监测闪电所生成的RF电磁信号的附加硬件。然而，更优选地，RF闪电监测器可以利用RF电路370的天线***371来监测闪电所生成的RF电磁信号。在该更优选的实施例中，天线***371还可以被RF电路370用来发送和/或接收RF信号(如上所述)。
根据另一示例性实施例，一个或多个闪电监测器210可以包括干涉仪。干涉仪可以是被配置为测量两个或更多个传感器所接收到的(窄带或宽带)信号之间的相位差的任何合适的装置。例如，干涉仪可以是两个间隔紧密的天线，各个天线经由窄带滤波器连接至相位监测器，该相位监测器用于输出与天线所接收到的两个信号之间的相位差成比例的电压。在该示例中，相位差可以用来识别所监测到的雷击110在与两个天线的平面垂直的平面上的方向。干涉仪还可以基于例如两个或更多个传感器所接收到的信号的大小来确定或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离。干涉仪可以被实现为并入便携式通信装置300中的用于监测闪电所生成的两个信号的附加硬件。然而，更优选地，干涉仪可以利用RF电路370的天线***371来监测闪电所生成的两个信号。在该更优选的实施例中，天线***371还可以被RF电路370用来发送和/或接收RF信号(如上所述)。
根据另一示例性实施例，一个或多个闪电监测器210可以包括光学监视器。光学监视器可以是被配置为监测云地闪电或云间闪电所产生的光脉冲的任何合适的装置。在一些示例中，云间闪电在云地闪电之前。光学监视器还可以基于例如光学监视器所监测到的光脉冲的大小来确定或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离。光学监视器可以被实现为并入便携式通信装置300中的用于监测闪电所产生的光脉冲的附加硬件。然而，更优选地，光学监视器可以利用便携式通信装置300的硬件元件(例如接近传感器382和/或照相机366等)来监测光脉冲。在该更优选的实施例中，用于监测闪电所生成的光脉冲的硬件元件还可以被便携式通信装置300用来执行其它功能(如上所述)。
根据另一示例性实施例，一个或多个闪电监测器210可以包括电场监视器。电场监视器可以是被配置为测量电场的变化(例如，在雷击110附近发生的地球电场的电势梯度(电压)的变化)的任何合适的装置。电场监视器还可以基于例如电场监视器所监测到的电场的变化的大小来确定或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离。电场监视器可以被实现为并入便携式通信装置300中的硬件(例如，电场仪)。然而，更优选地，大气电场监视器可以利用触摸板368(如以下参照图4A和图4B所述)来监测雷击110附近发生的电场的变化。
如本领域技术人员会意识到的，一个或多个闪电监测器可以包括多余一种类型的闪电监测器。在一个示例中，一个或多个闪电监测器210可以包括RF闪电监测器和光学监视器。RF闪电监测器可以感测RF干涉并且将RF噪声误认为监测到附近的雷击110。在这种情况下，闪电监测器210可以被配置为仅在RF闪电监测器和光学监视器都监测到闪电的情况下才输出闪电监测信号。多于一个的闪电监测器还可以用于基于例如光学监视器监测到光学脉冲与RF闪电监测器监测到RF电磁信号之间的时间量来确定或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离。
闪电监测器210可以包括存储在存储器310中并且由一个或多个处理器320执行的软件指令。不管闪电监测器210是否使用便携式通信装置300中的用于执行与闪电监测无关的其它功能的硬件元件(例如，天线***371、触摸板368等，如上文所述)，闪电监测器210还可以包括(例如，用以对闪电所生成的并且被闪电监测器210所监测到的信号进行滤波或处理的)附加硬件，这些附加硬件可以是专门被配置为监测雷击110的附加硬件或者是便携式通信装置300的用于执行与闪电监测不相关的附加功能的硬件元件。
图4A是根据本发明的示例性实施例的通信装置的电场监测器400的概要图。如上文参照图3所述，便携式通信装置300包括存储器310、一个或多个处理器320、输入/输出子***330和触摸板368。触摸板368包括驱动信号生成器467、监测单元469、列迹线C1、C2、C3等、以及行迹线R1、R2、R3等。触摸板可以被显示器342覆盖或者与显示器342集成，以形成触感显示器或触摸屏。
根据一个示例性实施例，触摸板368是交互电容式触摸传感器。交互电容式触摸传感器板包括位于列迹线(例如，C1、C2等)与行迹线(例如，R1、R2等)的各交叉点处的电容。对列或行施加电压。当手指或导电触针位于表面附近时，手指或触针改变本地电场，这减小了交互电容。可以通过测量另一个轴上的电压来测量网格上的每一点处的电容变化，以精确地确定触摸位置。例如，如果对列C1、C2等施加电压，则可以通过测量各个行R1、R2等中的电压来测量电容变化。由于交互电容式触摸传感器能够同时精确地追踪多个手指或触针，因此通常来说，交互电容式触摸传感器优于自电容式触摸传感器。
根据另一示例性实施例，触摸板368是自电容式触摸传感器。自电容式触摸传感器具有与交互电容式传感器相同的由列和行构成的网格，但是列和行是独立工作的。利用自电容，电流感测手指或触针施加在各个列或各个行上的电容负荷。自电容式触摸传感器无法精确地解决多于一个的同时触摸。然而，自电容式触摸传感器比交互电容式触摸传感器产生更强的信号。
根据另一示例性实施例，触摸板368具有自电容式触摸感测能力和交互电容式触摸感测能力两者。由于具有自电容式触摸感测能力和交互电容式触摸感测能力这两者，因此触摸板368可以包括如下两个模式：触摸板368使用自电容式触摸感测来更精确地监测电场的变化的电场监测模式；以及触摸板368使用交互电容式触摸感测能力来监测多于一个的同时触摸的触摸感测模式。
图4B是示出使用图4A所示的电场监测器400进行触摸感测和电场监测的示例方法的流程图。参照图4B，触摸板368的默认状态是电场监测模式。在电场监测模式中，在操作S401中，驱动信号生成器467驱动多个导电迹线，并且在操作S403中，监测单元469测量自电容。由于自电容式感测与交互电容式感测相比产生更强的信号，因此处于电场监测模式的触摸板368能够更精确地监测便携式通信装置300附近的雷击110所引起的地球电场的变化。通过测量多个导电迹线的自电容，触摸板368还能够确定手指或触针是否正在触摸或靠近触摸板368。
如图4B所示，触摸板368重复地在操作S405中确定手指或触针是否正在触摸触摸板368。如果手指或触针没有正在触摸触摸板368，则触摸板368通过重复操作S401和S403来继续处于电场监测模式。如果手指或触针正在触摸触摸板368，则触摸板368进入触摸感测模式。
在触摸感测模式中，在操作S451中，驱动信号生成器467一次驱动一个导电迹线(例如，列迹线C1)，并且在操作S453中，监测单元469测量沿着另一个轴的一个导电迹线(在本示例中为行迹线R1、R2等)上的交互电容。由于交互电容式传感器能够解决多于一个的触摸，因此触摸板368在处于触摸感测模式时提供多触摸能力。当触摸板368处于触摸感测模式时，触摸板368重复地在操作S405中确定手指或触针是否正在触摸触摸板368。如果触摸板368继续被手指或触针触摸，则触摸板368继续处于触摸感测模式。否则，触摸板368返回到电场监测模式。
图5是根据本发明的示例性实施例的闪电监测***200的另一概要图。如图5所示，闪电监测***200包括分析单元500、一个或多个通信网络510、闪电监测数据库590、以及一个或多个便携式通信装置300a～300n。
分析单元500可以是被配置为通过一个或多个通信网络510从一个或多个便携式通信装置300a～300n接收数据的任何合适的计算装置(例如，服务器)。分析单元500还可以从基于空间的闪电监测***520和/或一个或多个移动闪电监测器530和/或一个或多个传统的基于地的闪电监测器101～103接收数据。
一个或多个通信网络500可以包括因特网、内联网和/或诸如蜂窝电话网络、无线局域网(LAN)等的无线网络。无线通信可以使用上文中针对RF电路370所述的多个通信标准、协议和技术中的任何一个。一些或全部便携式通信装置300a～300n可以经由RF电路370a～370n与一个或多个通信网络500通信。作为选择，一些或全部个人通信装置300a～300n可以经由诸如以太网、通用串行总线(USB)等的有线连接与一个或多个通信网络510通信。
根据示例性实施例的方面，分析单元500被配置为经由一个或多个通信网络510从一个或多个便携式通信装置300a～300n接收如下数据：(例如，一个或多个闪电监测器210a～210n所监测到的)表示雷击110的数据；(例如，位置监测模块312a～312n所确定的)表示便携式通信装置300a的位置的数据；以及(例如，一个或多个闪电监测器210a～210n所确定的)表示一个或多个便携式通信装置300a～300n与雷击110之间的各个距离的数据。类似地，分析单元500可以从一个或多个传统的基于地的闪电监测器101～103或移动闪电监测器530接收如下数据：表示雷击110的数据；表示监测器101～103或530的位置的数据；以及表示监测器101～103或530与雷击110之间的距离的数据。
分析单元500还可以发送和/或接收天气数据或天气预报数据。例如，分析单元500可以(直接或经由通信网络510)从天气数据库540接收天气数据或天气预报数据。分析单元500还可以被配置为向通信网络510输出表示雷击110的数据(例如，一个或多个雷击110的时间和/或位置)和/或天气数据和/或天气预报数据，以用于传送至一个或多个便携式通信装置300a～300n。分析单元500还可以经由通信网络510将表示雷击110的数据输出/发送至不包括闪电监测器210的一个或多个通信装置。在一个示例中，分析单元500可以被配置为向便携式通信装置300输出地图和地图上对雷击110的位置的指示。在另一示例中，分析单元可以接收便携式通信装置300的位置，并且可以在雷击110处于便携式通信装置300的位置的预定距离以内的情况下输出表示雷击110的数据。可以将表示便携式通信装置300的位置的数据存储在通信装置位置数据库550中。分析单元500可以直接或经由通信网络510从通信装置位置数据库550接收表示通信装置的位置的数据。
闪电监测***200的分析单元500被配置为通过对雷击110与三个或更多个监测器210a～210c或101～103(见图2A)之间的距离进行三角测量来确定雷击110的位置，并将雷击110的位置存储到闪电监测数据库590中。
如上文所述，与传统的基于地的闪电监测***100相比，闪电监测***200通过增加闪电监测器210的数量，以提高的可靠度和精度来监测雷击110的位置。闪电监测***200通过将闪电监测器210并入便携式通信装置300以及/或者使用便携式通信装置300中已并入的硬件进行以下操作来降低制造、部署和维护附加的闪电监测器210的成本，该操作包括：监测或估计便携式通信装置300的位置；监测或估计便携式通信装置300与雷击110之间的距离；以及将表示便携式通信装置300的位置和便携式通信装置300与雷击110之间的距离的数据经由一个或多个通信网络510通信至分析单元500。
尽管上文描述了优选实施例，但是阅览了本公开的本领域技术人员能够容易理解在本发明的范围内能够实现其它实施例。例如，特定数量的硬件元件、软件模块等的公开仅仅是示例性的而非限制性的。因此，本发明应当被解释为仅受所附权利要求的限制。
Claims (22)
1.一种***，包括：
闪电监测数据库；以及
分析单元，被配置为：
经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；
部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及
将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述便携式通信装置包括一个或多个天线，并且所述便携式通信装置被配置为：
使用所述一个或多个天线将所述数据输出到所述通信网络；以及
基于所述一个或多个天线所接收到的射频信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
3.根据权利要求2所述的***，其中，所述便携式通信装置被配置为通过使用所述一个或多个天线监测射频电磁信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
4.根据权利要求2所述的***，其中，所述一个或多个天线包括两个天线，并且所述便携式通信装置被配置为通过监测所述两个天线所接收到的两个信号之间的相位差来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述便携式通信装置包括显示器和接近传感器，并且所述便携式通信装置被配置为：
在所述接近传感器确定为所述便携式通信装置处于对象的预定距离以内的情况下，去激活所述显示器；以及
基于所述接近传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述便携式通信装置包括显示器和环境光传感器，并且所述便携式通信装置被配置为：
基于所述环境光传感器的输出来调整所述显示器的亮度；以及
基于所述环境光传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
7.根据权利要求1所述的***，其中，所述便携式通信装置包括照相机，并且所述便携式通信装置被配置为：
基于所述照相机的输出来获取静止图像和/或运动影片；以及
基于所述照相机的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述便携式通信装置包括触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为基于所述触摸板所监测到的电场的变化来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
9.根据权利要求8所述的***，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为：
驱动两个或多个所述导电迹线；以及
基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
10.根据权利要求8所述的***，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，多个所述导电迹线包括多个导电行和多个导电列，并且所述便携式通信装置被配置为：
依次驱动所述导电列或所述导电行；以及
基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
11.根据权利要求8所述的***，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，多个所述导电迹线包括多个导电行和多个导电列，并且所述便携式通信装置被配置为：
驱动两个或多个所述导电迹线；
基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；
基于多个所述导电迹线的自电容来确定一个或多个手指或导电触针是否接近所述触摸板；
响应于确定为一个或多个手指或导电触针接近所述触摸板而依次驱动所述导电列或所述导电行；以及
基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定一个或多个手指或导电触针的位置。
12.一种便携式通信装置，包括：
位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；
闪电监测单元，被配置为监测雷击并确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及
射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。
13.根据权利要求12所述的便携式通信装置，其中，所述射频电路包括一个或多个天线，并且所述便携式通信装置被配置为基于所述一个或多个天线所接收到的射频信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
14.根据权利要求13所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置被配置为通过使用所述一个或多个天线监测射频电磁信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
15.根据权利要求13所述的便携式通信装置，其中，所述一个或多个天线包括两个天线，并且所述便携式通信装置被配置为通过监测所述两个天线所接收到的两个信号之间的相位差来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
16.根据权利要求12所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置还包括显示器和接近传感器，以及所述便携式通信装置被配置为：
在所述接近传感器确定为所述便携式通信装置处于对象的预定距离以内的情况下，去激活所述显示器；以及
基于所述接近传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
17.根据权利要求12所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置还包括显示器和环境光传感器，以及所述便携式通信装置被配置为：
基于所述环境光传感器的输出来调整所述显示器的亮度；以及
基于所述环境光传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
18.根据权利要求12所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置还包括照相机，以及所述便携式通信装置被配置为：
基于所述照相机的输出来获取静止图像和/或运动影片；以及
基于所述照相机的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
19.根据权利要求12所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置还包括触摸板，以及所述便携式通信装置被配置为基于所述触摸板所监测到的电场的变化来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
20.根据权利要求19所述的便携式通信装置，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为：
驱动两个或多个所述导电迹线；以及
基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
21.根据权利要求19所述的便携式通信装置，其中，所述触摸板是包括多个导电行和多个导电列的电容式触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为：
依次驱动所述导电列或所述导电行；以及
基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。
22.根据权利要求19所述的便携式通信装置，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，多个所述导电迹线包括多个导电行和多个导电列，并且所述便携式通信装置被配置为：
驱动两个或多个所述导电迹线；
基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；
基于多个所述导电迹线的自电容来确定一个或多个手指或导电触针是否接近所述触摸板；
响应于确定为一个或多个手指或导电触针接近所述触摸板而依次驱动所述导电列或所述导电行；以及
基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定一个或多个手指或导电触针的位置。
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