防雷监测系统不是一堆设备的并列堆叠，而是一条自下而上、逐级抽象的数据链路。按知识库的划分，监测系统通用架构分为四层，自下而上依次是感知层、边缘层、平台层与应用层。感知层负责把雷电、接地、电涌等现场状态变成可采集信号；边缘层负责协议转换、边缘计算与本地缓存；平台层由 FEXCloud 物联网云平台承担设备接入、时序数据库与 AI 推理引擎；应用层面向使用者，提供 Web/App 可视化、告警管理、分析报表与移动巡检。下面逐层说明各层职责与产品归属，帮助系统集成商与方案工程师判断"哪一层该放什么产品"。

这里需要先明确一点：四层架构是一种职责划分。同一项目中设备的形态可以不同，但只要它承担的是"采集"，就属于感知层；承担的是"转换、计算与暂存"，就属于边缘层；承担的是"接入、存储与推理"，就属于平台层；承担的是"呈现、告警、报表与巡检"，就属于应用层。

一、感知层：把现场状态变成可采集信号

感知层是数据链路的起点，职责是"采集"。按知识库，这一层包含电涌保护器监测仪、接地电阻监测仪、雷电流/瞬态电流监测仪与 ES 系列监测模组，以及智能电表与传感器。落到具体产品上，感知层的主要成员包括：

  • FS 电涌保护器监测仪（FS-00011）：面向电涌保护器状态监测的采集装置；
  • FR 接地电阻监测仪（FR-01311）：面向接地电阻监测的采集装置；
  • FL 雷电流/瞬态电流监测仪：面向雷电流与瞬态电流的采集装置；
  • ES 系列监测模组：覆盖更广电气量监测的模组族；
  • 智能电表，以及罗氏线圈、NTC、微安级漏流传感器等传感器件。

可以把感知层理解为系统的"神经末梢"。它只对单个测点或单类物理量负责，把现场状态转换成电信号或数字信号，再由边缘层统一收敛。感知层分散在现场，其接口形态、安装方式与供电条件会直接影响后续接入的难度。

感知层输出的原始或初步状态量，不负责跨系统编排，也不负责长期存储。选型时应先回答"要采什么物理量"，再决定用哪一类监测模组或传感器，而不是反过来先挑网关。

二、边缘层：协议转换、边缘计算与本地缓存

边缘层承接感知层、向上对接平台层，是整条链路的"翻译与汇聚"环节。按知识库，边缘层由防雷智能网关、智能边缘计算网关与工业网关，以及工业手环、云PLC组成，共同承担协议转换、边缘计算与本地缓存三项职责。

  • 协议转换：现场监测模组与传感器的通讯方式并不统一，需要网关把下行数据规整为可上行的协议。FG 防雷智能网关即为协议转换型网关，向下按下行方式区分：RS485 型（FG-0221-ER）承担 RS485 下行，Zigbee 型（FG-0221-EZ）承担 Zigbee 下行，向上均以 Ethernet 输出。
  • 边缘计算与本地缓存：以 ESX 智能边缘计算网关（ESX-0223-GR）为例，该型号接入能力为 30 台设备 / 2000 个数据点，向下通讯为 RS485，向上通讯为有线 4G；协议转换、边缘计算与本地缓存即在这一层完成。
  • 现场网关形态补充：CW 工业网关、CX 工业手环与 CC 云PLC 同样归入边缘层，用于就地侧的数据采集与控制处理。

把协议转换、边缘计算与本地缓存三项职责放在边缘层，而不是全部上移到平台层，原因在于现场设备种类多、协议不统一，且现场网络条件未必始终稳定。边缘层靠近设备侧，先完成一次收敛与暂存，平台层面对的就是相对规整的数据流。

这一层解决的是"现场数据怎么汇聚上网"的问题，因此选型时要看接入容量、下行接口与上行方式，而不是只看设备外观。感知层决定能采什么，边缘层决定能接多少、怎么送出去。

三、平台层：设备接入、时序数据库与 AI 推理引擎

平台层是四层架构的数据中枢。按知识库，平台层为 FEXCloud 物联网云平台，承担三项职责：

  • 设备接入：承接来自边缘层的上行连接，把现场数据纳入平台侧管理；
  • 时序数据库：按时间顺序存储连续监测数据，为趋势与对比分析提供数据底座；
  • AI 推理引擎：在平台侧运行推理能力，对连续数据做进一步分析。

平台层的职责是"汇聚与计算"。它不直接接触现场传感器，而是等边缘层完成协议收敛之后统一接入。设备接入解决"数据进得来"，时序数据库解决"数据存得住"，AI 推理引擎解决"数据用得上"；三者是递进关系，缺一环，应用层的能力就无从谈起。设备侧到平台侧的通讯关系，由知识库的通讯协议矩阵界定：设备下行采用 Modbus RTU（RS485）、Zigbee（Modbus）与 LoRa；设备上行采用 Modbus TCP / MQTT（Ethernet、4G），并可在网关级选用 IEC 61850。换言之，IEC 61850 在架构中处于网关级、可选的上行位置，而不是感知层的现场协议。

四、应用层：可视化、告警、报表与移动巡检

应用层直接面向使用者。按知识库，应用层提供 Web/App 可视化、告警管理、分析报表与移动巡检四项能力，对应到实际角色大致如下：

  • Web/App 可视化：把平台侧数据呈现为可读的界面；
  • 告警管理：对监测数据形成告警并组织处置；
  • 分析报表：沉淀周期性的统计分析结果；
  • 移动巡检：支撑现场人员的移动端巡检作业。

应用层的作用，是把前几层沉淀的数据转化为"可看、可管、可查、可巡"的日常动作。对甲方电气/安全负责人和防雷运维负责人而言，应用层往往是他们唯一直接接触的界面。

五、四层职责与产品映射一览

把上述分工集中到一张表，可以更直观地看到"职责—产品"的对应关系：

| 层级 | 核心职责 | 主要产品 |

|:--|:--|:--|

| 应用层 | Web/App 可视化、告警管理、分析报表、移动巡检 | 应用侧 Web/App |

| 平台层 | 设备接入、时序数据库、AI 推理引擎 | FEXCloud 物联网云平台 |

| 边缘层 | 协议转换、边缘计算、本地缓存 | FG 防雷智能网关、ESX 智能边缘计算网关、CW 工业网关、CX 工业手环、CC 云PLC |

| 感知层 | 采集雷电、接地、电涌与用电状态 | FS 电涌保护器监测仪、FR 接地电阻监测仪、FL 雷电流/瞬态电流监测仪、ES 系列监测模组、智能电表、传感器 |

判断分工时，可以依次追问四个问题：现场要采哪些物理量（感知层）；这些量如何接入、如何上行（边缘层）；数据在哪里存、在哪里算（平台层）；最终由谁看、怎么处置（应用层）。四个问题对应四层职责，也就对应四类产品的归属，避免在方案中把采集、网关与平台能力混为一谈。

需要说明的是，四层并非严格的设备一一对应关系，而是一种判断工具。项目中最常见的分工混乱，是把本应在平台层完成的统计与推理压到网关侧，或把本应由边缘层收敛的协议差异留到平台层处理。用四层视角逐层核对，可以较早发现这类错配。

适用范围与限制

本文以知识库为唯一事实边界，仅说明四层架构的职责划分与产品归属，不涉及具体项目的设备数量、点位规模、通讯选型与部署结论。文中提及的 ESX-0223-GR 接入能力（30 台设备 / 2000 个数据点）仅为该型号在知识库中的既有参数，不代表其他型号或实际工程配置。知识库未在本主题范围内给出认证、准确率、案例与效果数据，本文亦不据此扩展。IEC 61850 在通讯协议矩阵中列为网关级可选上行协议，实际采用与否以项目方案为准。