一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统，尤其是一种具有市电断电下，保证激光雷达数据的连续性，提高雷达运行寿命，断电预警提醒，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑的便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统。


背景技术：

2.激光雷达作为大气多参数探测手段已广泛被政府单位，公司机构等采用。激光雷达通过激光作为核心工作介质，通过向大气中定向发射光束，利用光与物质的相互作用机理以及向后散射信号的获取实现光束路径下的气溶胶，水汽，臭氧等的浓度测量。它弥补了点式仪器和卫星探测的空缺：点式仪器只能获取仪器所在位置的小范围内的大气参数浓度分布而无法获取空间上的大气参数浓度分布，而卫星探测虽然可以大空间尺寸探测浓度分布，但其空间分辨率一般在数公里级别，如果想了解中尺度(比如工业园区，县级范围等)范围内的大气参数浓度分布，点式仪器和卫星探测就显得力不从心。激光雷达的空间分辨率最小可以做到3.25m，即在探测大气参数浓度分布时，3.25m距离就会有一个测量数据，可很好的展示中尺度的大气参数浓度空间分布。
3.目前，激光雷达一般有三种方式：定点探测，扫描探测以及移动走航探测，扫描探测是将激光雷达水平放置，使激光水平向大气中发射，获得激光光束方向上的大气参数浓度廓线，借助雷达的旋转机构(如云台，振镜等)使雷达水平旋转一周，这样就可获得一定范围内浓度分布(圆形)，通过这种方式可以迅速查找扫描范围内的污染源分布。移动走航是指将激光雷达放置于车中进行移动观测，这样可以获得一定路径的上空污染源分布。目前，以上所述两种探测模式广泛应用于大气探测和污染物溯源解决方案中。
4.在实际的探测中，激光雷达运行一般是无人值守的，特别是扫描探测过程中，但是在观测允许过程中，特别是出现典型污染天气情况下，激光雷达不能长时间异常停止工作，否则会错过污染源形成，扩散以及消散等过程的探测，影响使用者的数据分析效果；另外，异常断电前的雷达工作状态不明朗，会导致维修人员不能预判故障点，增加运维难度。因此，需要一种保证激光雷达连续性监测方法或者装置，尽量保证激光雷达的运行连续性，即使出现异常断电情况，也要第一时间通知使用者，给使用者采取应急措施解决这一问题的时间。
5.目前，对于保证激光雷达连续性监测的方式主要是利用web平台检测，当雷达出现异常断电时，雷达中的控制单元(工控机)立即关机，系统与web平台失去了联系，一段时间后，web平台收不到雷达发送的数据，此时平台会通过邮件等方式发出报警，推测雷达出现了故障。市电断电以及雷达异常等导致的异常工作状态只能通过web平台间接的反映出来，具有很长的滞后性。另外，由于web平台是通过是否接收到雷达数据来判别雷达是否异常，具有笼统性，即不能准确定位是由于何种原因导致的雷达工作异常。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种具有市电断电下，保证激光雷达数据的连续性，提高雷达运行寿命，断电预警提醒，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑的便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统。
7.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统，包括供电模块、备用电池充电模块、供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块；
9.所述供电模块通过供电模式切换模块连接到控制处理模块，控制处理模块与人机交互模块连接；
10.所述供电模块中包括市电、备用电池，市电通过备用电池充电模块与备用电池模块连接；市电、备用电池均连接到供电模式切换模块；
11.所述供电模式切换模块内含有电源适配器、电压计，供电模块的市电通过；
12.所述控制处理模块包括控制器、工控机、无线数据端，控制器与工控机连接，工控机与无线数据端连接，无线数据端通过无线数据将工控机内的雷达监测数据和供电模块中备用电池电量数据发送给用户端；雷达终端与控制器连接；无线数据端与用户端通过无线数据连接；控制器与备用电池充电模块连接；
13.所述控制处理模块内置无线数据端；
14.所述控制器通过供电模式切换电路控制供电模式切换模块切换供电模块的市电和备用电源，供电模式切换电路包括电源输入接口cn1、电源输入接口cn2、电源输出接口cn3、共地点gnd、电阻r11、mos管q1、二极管d1、电解电容c2；电源输入接口cn1的1端口连接mos管q1的漏极，mos管q1源极与电源输出接口cn3的1端口连接；mos管q1源极通过电解电容c2与连接共地点gnd连接；电源输入接口cn2的1端口与二极管d1的阳极连接，二极管d1的阴极与mos管q1的源极连接；电源输入接口cn2的1端口通过电阻r11与共地点gnd连接；电源输入接口cn2的1端口与mos管q1的栅极连接；电源输入接口cn1的2端口、电源输入接口cn2的2端口、电源输出接口cn3的2端口均与共地点gnd连接；
15.所述控制器通过市电断电检测电路识别市电断电，市电断电检测电路包括电阻r2、电阻r3、限流电阻r4、稳压二极管d4、供电检测接口cn4、共地点gnd，供电检测接口cn4的1端口与限流电阻r4一端连接，限流电阻r4的另一端分别与电阻r3一端、电阻r2一端连接；电阻r3的另一端电压接入12v；电阻r2的另一端连接共地点gnd；供电检测接口cn4的1端口与稳压二极管d4的阴极连接，稳压二极管d4的阳极与共地点gnd连接；供电检测接口cn4的2端口与共地点gnd连接；
16.所述控制器通过备用电池充电模块的电池充电电路将市电充入备用电池中，电池充电电路包括充电接口cn7、限流电阻组r5-7、二极管组d2-5、充电保护控制电路，限流电阻组r5-7由限流电阻r5、限流电阻r6、限流电阻r7并联接入12v市电中；二极管组d2-5由二极管d2、二极管d3、二极管d5并联连接到限流电阻组r5-7和充电接口cn7；充电保护控制电路包括限流电阻r13、限流电阻r10、继电器u1、继电器u3、三极管q2、共地点gnd、滑动变阻器vr1、滑动变阻器vr2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、二极管d6、限流电阻r13；限流电阻组r5-7的12v市电端接入继电器u3的1端，继电器u3的线圈5端通过限流电阻r13接入市电12v；继电器u3的3端接入限流电阻组r5-7、二极管组d2-5之间；继电器u3的线圈5端和线圈2端分别接入
二极管d6的阴极和阳极；二极管d6的阳极连接到三极管q2的集电极上，三极管q2的发射极与共地点gnd连接，三极管q2的基极通过电阻r8连接到继电器u1的7端；三极管q2的发射极和基极之间连接有电阻r9；继电器u1的8端连接到市电12v上；继电器u1的5端的输出端，滑动变阻器vr1两端分别连接市电12v和共地点gnd；继电器u1的5端连接到滑动变阻器vr2的输出端，滑动变阻器vr2的两端分别连接到接口vdc和共地点gnd；继电器u1的4端连接共地点gnd；
17.所述无线数据端包括3g通信、4g通信、5g通信、wifi通信、zigbee通信，无线数据终端以邮件、短信方式将数据发送给用户端；
18.所述备用电池为高密度锂电池。
19.本实用新型提供了一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统，具有市电断电下，保证激光雷达数据的连续性，提高雷达运行寿命，断电预警提醒，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑的特点。本实用新型的有益效果：电源适配器将交流电转换为直流电，直流电通过供电输出端给雷达终端供电；电压计对备用电池的电压进行测量，并推算出备用电池的电量；在市电非断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的市电给雷达终端供电；在市电断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的备用电池给雷达终端供电；
20.当由于各种原因导致供电模式切换模块的供电输出端供电异常后，控制器获取雷达终端供电异常信号，控制器控制供电模式切换模块将供电模块内的市电切换为备用电池，备用电池通过供电模式切换模块的供电输出端给雷达终端和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块继续供电；此时，控制器一方面通过供电模式切换模块内的电压计实时监测备用电池的电量，另一方面调出雷达各模块状态信息发给工控机上，工控机通过无线数据端向用户端发送预警信号，并将雷达各模块状态信息中的核心模块工作状态信息通过无线数据端发送给用户端；当供电模块中的备用电池电量降至10％时，控制器再次通过无线数据端向用户端发出预警信号，并关闭工控机，降低该预警系统的耗电功率，控制处理模块进入超低功耗模式的睡眠状态；当市电来电后，控制器通过供电模式切换模块切换为供电模块中的市电供雷达终端供电和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块供电，同时控制器控制备用电池充电模块给备用电池充电；
21.控制处理模块收集和存储雷达终端监测出的大气参数信息，并通过控制处理模块内置的无线数据端以无线传输方式发送到用户端的电脑、手机等终端设备上；
22.当电源输入端cn2的初始端市电未接通时，mos管q1的栅极通过电阻r11连接到共地点gnd，备用电池通过mos管内部的二极管到达源极，源极电压为10～11.5v，此时ugs为-3.5～-3v，ugs＜uth，mos管q1导通，输出端vout为10.7～11.2v；当mos管q1导通后，体二极管截止，不会有电流流过体二极管；当电源输入接口cn2端口接入12v后，通过二极管d1到达源极，源极电压为11.3v，栅极电压为5v，ugs＝12-11.3＝0.7v＞uth，此时mos管q1关断，输出vout为11.3v，因此，电源输出接口cn3获得的电源电压范围为10.7～11.3v；电源输入接口cn1初始端连接到备用电池端，备用电池端提供给电源输入接口cn1的电压为10.7～11.2v；电源输入接口cn2初始端到由供电模块的市电通过电源适配器转换成的12v电源；
23.当市电断电时，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压几乎为零，因此供电检测接口cn4没有电压输出，后端处理器mcu识别为低电平后，产生报警；相反，当市电正常供电时，根
据电网幅值浮动有所变化，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压为2.8v～3.5v，经限流电阻r4和稳压二极管后，形成3.2v左右的电压，送入供电检测接口cn4，处理器mcu识别为高电平；
24.继电器u1及外围器件可识别电池充电的水平，三极管q2控制继电器u3的通断，在开始充电时，由于电池电压很低，加入电池组后可以限制充电电流；但当电池电压冲到满值的50％以上后，由于压差很小，充电电流很小，此时继电器u1、三极管q2以及继电器u1动作，将电阻组短路，增大充电电流；当市电供电时，可以对备用电池进行充电，这里加入了“软充电”设计。当备用电池电量耗尽时对其充电，充电电流很大，对电池寿命产生不利影响，“软充电”电路可保证在电池电量较小时进行适当电流充电；
25.用户通过用户端接收到雷达反馈的预警信号后，可采取一定的应急措施，特别是在一次典型污染过程中，用户可外置便携式电池并入该预警系统，延长停电后雷达终端的工作时间，完成一次污染全过程的探测；另外，在市电或者备用电池供电时，用户可实时查看雷达核心模块的工作状态信息，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑；
26.由于市电异常断电，导致雷达系统工作状态的不可控；该预警系统选用高密度锂电池作为备用电池，结合市电和备用电池的供电切换设计，使雷达系统处于供电连续状态。。
附图说明
27.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
28.图1为本实用新型一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统的框架图；
29.图2为本实用新型一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统的供电模式切换电路图；
30.图3为本实用新型一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统的市电断电检测电路图；
31.图4为本实用新型一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统的电池充电电路图。
具体实施方式
32.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
33.一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统，参见图1～4，包括供电模块、备用电池充电模块、供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块；
34.所述供电模块通过供电模式切换模块连接到控制处理模块，控制处理模块与人机交互模块连接；
35.所述供电模块中包括市电、备用电池，市电通过备用电池充电模块与备用电池模块连接；市电、备用电池均连接到供电模式切换模块；
36.所述供电模式切换模块内含有电源适配器、电压计，供电模块的市电通过电源适配器将交流电转换为直流电，直流电通过供电输出端给雷达终端供电；电压计对备用电池的电压进行测量，并推算出备用电池的电量；在市电非断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的市电给雷达终端供电；在市电断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的备用电池给雷达终端供电；
37.所述控制处理模块包括控制器、工控机、无线数据端，控制器与工控机连接，工控机与无线数据端连接，无线数据端通过无线数据将工控机内的雷达监测数据和供电模块中备用电池电量数据发送给用户端；雷达终端与控制器连接；无线数据端与用户端通过无线数据连接；控制器与备用电池充电模块连接；当由于各种原因导致供电模式切换模块的供电输出端供电异常后，控制器获取雷达终端供电异常信号，控制器控制供电模式切换模块将供电模块内的市电切换为备用电池，备用电池通过供电模式切换模块的供电输出端给雷达终端和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块继续供电；此时，控制器一方面通过供电模式切换模块内的电压计实时监测备用电池的电量，另一方面调出雷达各模块状态信息发给工控机上，工控机通过无线数据端向用户端发送预警信号，并将雷达各模块状态信息中的核心模块工作状态信息通过无线数据端发送给用户端；当供电模块中的备用电池电量降至10％时，控制器再次通过无线数据端向用户端发出预警信号，并关闭工控机，降低该预警系统的耗电功率，控制处理模块进入超低功耗模式的睡眠状态；当市电来电后，控制器通过供电模式切换模块切换为供电模块中的市电供雷达终端供电和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块供电，同时控制器控制备用电池充电模块给备用电池充电；
38.所述控制处理模块内置无线数据端；控制处理模块收集和存储雷达终端监测出的大气参数信息，并通过控制处理模块内置的无线数据端以无线传输方式发送到用户端的电脑、手机等终端设备上；
39.所述控制器通过供电模式切换电路控制供电模式切换模块切换供电模块的市电和备用电源，供电模式切换电路包括电源输入接口cn1、电源输入接口cn2、电源输出接口cn3、共地点gnd、电阻r11、mos管q1、二极管d1、电解电容c2；电源输入接口cn1的1端口连接mos管q1的漏极，mos管q1源极与电源输出接口cn3的1端口连接；mos管q1源极通过电解电容c2与连接共地点gnd连接；电源输入接口cn2的1端口与二极管d1的阳极连接，二极管d1的阴极与mos管q1的源极连接；电源输入接口cn2的1端口通过电阻r11与共地点gnd连接；电源输入接口cn2的1端口与mos管q1的栅极连接；电源输入接口cn1的2端口、电源输入接口cn2的2端口、电源输出接口cn3的2端口均与共地点gnd连接；当电源输入端cn2的初始端市电未接通时，mos管q1的栅极通过电阻r11连接到共地点gnd，备用电池通过mos管内部的二极管到达源极，源极电压为10～11.5v，此时ugs为-3.5～-3v，ugs＜uth，mos管q1导通，输出端vout为10.7～11.2v；当mos管q1导通后，体二极管截止，不会有电流流过体二极管；当电源输入接口cn2端口接入12v后，通过二极管d1到达源极，源极电压为11.3v，栅极电压为5v，ugs＝12-11.3＝0.7v＞uth，此时mos管q1关断，输出vout为11.3v，因此，电源输出接口cn3获得的电源电压范围为10.7～11.3v；电源输入接口cn1初始端连接到备用电池端，备用电池端提供给电源输入接口cn1的电压为10.7～11.2v；电源输入接口cn2初始端到由供电模块的市电通过电源适配器转换成的12v电源；
40.所述控制器通过市电断电检测电路识别市电断电，市电断电检测电路包括电阻r2、电阻r3、限流电阻r4、稳压二极管d4、供电检测接口cn4、共地点gnd，供电检测接口cn4的1端口与限流电阻r4一端连接，限流电阻r4的另一端分别与电阻r3一端、电阻r2一端连接；电阻r3的另一端电压接入12v；电阻r2的另一端连接共地点gnd；供电检测接口cn4的1端口与稳压二极管d4的阴极连接，稳压二极管d4的阳极与共地点gnd连接；供电检测接口cn4的2
端口与共地点gnd连接；当市电断电时，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压几乎为零，因此供电检测接口cn4没有电压输出，后端处理器mcu识别为低电平后，产生报警；相反，当市电正常供电时，根据电网幅值浮动有所变化，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压为2.8v～3.5v，经限流电阻r4和稳压二极管后，形成3.2v左右的电压，送入供电检测接口cn4，处理器mcu识别为高电平；
41.所述控制器通过备用电池充电模块的电池充电电路将市电充入备用电池中，电池充电电路包括充电接口cn7、限流电阻组r5-7、二极管组d2-5、充电保护控制电路，限流电阻组r5-7由限流电阻r5、限流电阻r6、限流电阻r7并联接入12v市电中，起到限制充电电流的作用；二极管组d2-5由二极管d2、二极管d3、二极管d5并联连接到限流电阻组r5-7和充电接口cn7，保证电池充电的单向性；充电保护控制电路包括限流电阻r13、限流电阻r10、继电器u1、继电器u3、三极管q2、共地点gnd、滑动变阻器vr1、滑动变阻器vr2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、二极管d6、限流电阻r13；限流电阻组r5-7的12v市电端接入继电器u3的1端，继电器u3的线圈5端通过限流电阻r13接入市电12v；继电器u3的3端接入限流电阻组r5-7、二极管组d2-5之间；继电器u3的线圈5端和线圈2端分别接入二极管d6的阴极和阳极；二极管d6的阳极连接到三极管q2的集电极上，三极管q2的发射极与共地点gnd连接，三极管q2的基极通过电阻r8连接到继电器u1的7端；三极管q2的发射极和基极之间连接有电阻r9；继电器u1的8端连接到市电12v上；继电器u1的5端的输出端，滑动变阻器vr1两端分别连接市电12v和共地点gnd；继电器u1的5端连接到滑动变阻器vr2的输出端，滑动变阻器vr2的两端分别连接到接口vdc和共地点gnd；继电器u1的4端连接共地点gnd；继电器u1及外围器件可识别电池充电的水平，三极管q2控制继电器u3的通断，在开始充电时，由于电池电压很低，加入电池组后可以限制充电电流；但当电池电压冲到满值的50％以上后，由于压差很小，充电电流很小，此时继电器u1、三极管q2以及继电器u1动作，将电阻组短路，增大充电电流；当市电供电时，可以对备用电池进行充电，这里加入了“软充电”设计。当备用电池电量耗尽时对其充电，充电电流很大，对电池寿命产生不利影响，“软充电”电路可保证在电池电量较小时进行适当电流充电；
42.所述无线数据端包括3g通信、4g通信、5g通信、wifi通信、zigbee通信，无线数据终端以邮件、短信方式将数据发送给用户端；用户通过用户端接收到雷达反馈的预警信号后，可采取一定的应急措施，特别是在一次典型污染过程中，用户可外置便携式电池并入该预警系统，延长停电后雷达终端的工作时间，完成一次污染全过程的探测；另外，在市电或者备用电池供电时，用户可实时查看雷达核心模块的工作状态信息，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑；
43.所述备用电池为高密度锂电池；由于市电异常断电，导致雷达系统工作状态的不可控；该预警系统选用高密度锂电池作为备用电池，结合市电和备用电池的供电切换设计，使雷达系统处于供电连续状态。
44.本实用新型的工作原理：
45.本实用新型在电源适配器将交流电转换为直流电，直流电通过供电输出端给雷达终端供电；电压计对备用电池的电压进行测量，并推算出备用电池的电量；在市电非断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的市电给雷达终端供电；在市电断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的备用电池给雷
达终端供电；
46.当由于各种原因导致供电模式切换模块的供电输出端供电异常后，控制器获取雷达终端供电异常信号，控制器控制供电模式切换模块将供电模块内的市电切换为备用电池，备用电池通过供电模式切换模块的供电输出端给雷达终端和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块继续供电；此时，控制器一方面通过供电模式切换模块内的电压计实时监测备用电池的电量，另一方面调出雷达各模块状态信息发给工控机上，工控机通过无线数据端向用户端发送预警信号，并将雷达各模块状态信息中的核心模块工作状态信息通过无线数据端发送给用户端；当供电模块中的备用电池电量降至10％时，控制器再次通过无线数据端向用户端发出预警信号，并关闭工控机，降低该预警系统的耗电功率，控制处理模块进入超低功耗模式的睡眠状态；当市电来电后，控制器通过供电模式切换模块切换为供电模块中的市电供雷达终端供电和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块供电，同时控制器控制备用电池充电模块给备用电池充电；
47.控制处理模块收集和存储雷达终端监测出的大气参数信息，并通过控制处理模块内置的无线数据端以无线传输方式发送到用户端的电脑、手机等终端设备上；
48.当电源输入端cn2的初始端市电未接通时，mos管q1的栅极通过电阻r11连接到共地点gnd，备用电池通过mos管内部的二极管到达源极，源极电压为10～11.5v，此时ugs为-3.5～-3v，ugs＜uth，mos管q1导通，输出端vout为10.7～11.2v；当mos管q1导通后，体二极管截止，不会有电流流过体二极管；当电源输入接口cn2端口接入12v后，通过二极管d1到达源极，源极电压为11.3v，栅极电压为5v，ugs＝12-11.3＝0.7v＞uth，此时mos管q1关断，输出vout为11.3v，因此，电源输出接口cn3获得的电源电压范围为10.7～11.3v；电源输入接口cn1初始端连接到备用电池端，备用电池端提供给电源输入接口cn1的电压为10.7～11.2v；电源输入接口cn2初始端到由供电模块的市电通过电源适配器转换成的12v电源；
49.当市电断电时，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压几乎为零，因此供电检测接口cn4没有电压输出，后端处理器mcu识别为低电平后，产生报警；相反，当市电正常供电时，根据电网幅值浮动有所变化，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压为2.8v～3.5v，经限流电阻r4和稳压二极管后，形成3.2v左右的电压，送入供电检测接口cn4，处理器mcu识别为高电平；
50.继电器u1及外围器件可识别电池充电的水平，三极管q2控制继电器u3的通断，在开始充电时，由于电池电压很低，加入电池组后可以限制充电电流；但当电池电压冲到满值的50％以上后，由于压差很小，充电电流很小，此时继电器u1、三极管q2以及继电器u1动作，将电阻组短路，增大充电电流；当市电供电时，可以对备用电池进行充电，这里加入了“软充电”设计。当备用电池电量耗尽时对其充电，充电电流很大，对电池寿命产生不利影响，“软充电”电路可保证在电池电量较小时进行适当电流充电；
51.用户通过用户端接收到雷达反馈的预警信号后，可采取一定的应急措施，特别是在一次典型污染过程中，用户可外置便携式电池并入该预警系统，延长停电后雷达终端的工作时间，完成一次污染全过程的探测；另外，在市电或者备用电池供电时，用户可实时查看雷达核心模块的工作状态信息，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑；
52.由于市电异常断电，导致雷达系统工作状态的不可控；该预警系统选用高密度锂电池作为备用电池，结合市电和备用电池的供电切换设计，使雷达系统处于供电连续状态。
53.本实用新型提供了一种便捷式气溶胶激光雷达工作预警系统，具有市电断电下，保证激光雷达数据的连续性，提高雷达运行寿命，断电预警提醒，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑的特点。本实用新型的有益效果：电源适配器将交流电转换为直流电，直流电通过供电输出端给雷达终端供电；电压计对备用电池的电压进行测量，并推算出备用电池的电量；在市电非断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的市电给雷达终端供电；在市电断电状态下，控制处理模块控制供电模式切换模块切换为供电模块中的备用电池给雷达终端供电；
54.当由于各种原因导致供电模式切换模块的供电输出端供电异常后，控制器获取雷达终端供电异常信号，控制器控制供电模式切换模块将供电模块内的市电切换为备用电池，备用电池通过供电模式切换模块的供电输出端给雷达终端和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块继续供电；此时，控制器一方面通过供电模式切换模块内的电压计实时监测备用电池的电量，另一方面调出雷达各模块状态信息发给工控机上，工控机通过无线数据端向用户端发送预警信号，并将雷达各模块状态信息中的核心模块工作状态信息通过无线数据端发送给用户端；当供电模块中的备用电池电量降至10％时，控制器再次通过无线数据端向用户端发出预警信号，并关闭工控机，降低该预警系统的耗电功率，控制处理模块进入超低功耗模式的睡眠状态；当市电来电后，控制器通过供电模式切换模块切换为供电模块中的市电供雷达终端供电和预警系统的供电模式切换模块、控制处理模块、人机交互模块供电，同时控制器控制备用电池充电模块给备用电池充电；
55.控制处理模块收集和存储雷达终端监测出的大气参数信息，并通过控制处理模块内置的无线数据端以无线传输方式发送到用户端的电脑、手机等终端设备上；
56.当电源输入端cn2的初始端市电未接通时，mos管q1的栅极通过电阻r11连接到共地点gnd，备用电池通过mos管内部的二极管到达源极，源极电压为10～11.5v，此时ugs为-3.5～-3v，ugs＜uth，mos管q1导通，输出端vout为10.7～11.2v；当mos管q1导通后，体二极管截止，不会有电流流过体二极管；当电源输入接口cn2端口接入12v后，通过二极管d1到达源极，源极电压为11.3v，栅极电压为5v，ugs＝12-11.3＝0.7v＞uth，此时mos管q1关断，输出vout为11.3v，因此，电源输出接口cn3获得的电源电压范围为10.7～11.3v；电源输入接口cn1初始端连接到备用电池端，备用电池端提供给电源输入接口cn1的电压为10.7～11.2v；电源输入接口cn2初始端到由供电模块的市电通过电源适配器转换成的12v电源；
57.当市电断电时，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压几乎为零，因此供电检测接口cn4没有电压输出，后端处理器mcu识别为低电平后，产生报警；相反，当市电正常供电时，根据电网幅值浮动有所变化，由于电阻r2、电阻r3分压获取的电压为2.8v～3.5v，经限流电阻r4和稳压二极管后，形成3.2v左右的电压，送入供电检测接口cn4，处理器mcu识别为高电平；
58.继电器u1及外围器件可识别电池充电的水平，三极管q2控制继电器u3的通断，在开始充电时，由于电池电压很低，加入电池组后可以限制充电电流；但当电池电压冲到满值的50％以上后，由于压差很小，充电电流很小，此时继电器u1、三极管q2以及继电器u1动作，将电阻组短路，增大充电电流；当市电供电时，可以对备用电池进行充电，这里加入了“软充电”设计。当备用电池电量耗尽时对其充电，充电电流很大，对电池寿命产生不利影响，“软充电”电路可保证在电池电量较小时进行适当电流充电；
59.用户通过用户端接收到雷达反馈的预警信号后，可采取一定的应急措施，特别是在一次典型污染过程中，用户可外置便携式电池并入该预警系统，延长停电后雷达终端的工作时间，完成一次污染全过程的探测；另外，在市电或者备用电池供电时，用户可实时查看雷达核心模块的工作状态信息，为雷达的运维、检修提供了必要的数据支撑；
60.由于市电异常断电，导致雷达系统工作状态的不可控；该预警系统选用高密度锂电池作为备用电池，结合市电和备用电池的供电切换设计，使雷达系统处于供电连续状态。
61.以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。