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区域自动气象站工作原理及维护

[ 作者:2016-08-21点击:1162]
区域自动气象站工作原理及维护
      区域自动气象站是指在某一地区根据需要,建设的能够自动探测多个要素,无需人工干预,即可自动生成报文,定时向中心站传输探测数据的气象站,是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。2007年根据宁夏回族自治区气象局观测站网布局总体安排部署,中宁县县境内布设8个区域自动气象站、1个土壤水分站,站点布局基本合理覆盖了中宁县6个乡5个镇,观测要素主要是降水、温度、风向、风速、气压、湿度,为日常气象服务工作提供可靠、重要的参考依据。 

  2011年为增强为地方特色产业服务的内涵,中宁县气象局自己争取地方资金,在枸杞产业园区布设区域自动气象站2个,重点开展与枸杞生长发育密切相关的地温、降水、气温、风向、风速、湿度等6个气象要素的观测。区域自动气象站的建设,填补中宁县空间区域上的空白,观测数据有效地为后期气象服务工作提供重要参考依据,尤其雨量和风向风速观测数据成为县委、县政府领导重点关注对象;同时,中宁县局依据观测数据及时开展精细化的气象服务,也赢得县委、县政府领导的认可和赞赏,作用十分明显,但区域自动气象站维护、保障任务逐步增重,对技术的要求也逐步提高。为此,笔者通过对中宁县县境内区域自动气象站日常维护、常见故障维修方法进行总结,为今后日常保障工作中类似问题的解决提供参考。 
1、工作原理 
  区域自动气象站的基本原理是传感器将对应气象要素的变化转换成电信号的相应变化,这种变化由单片机控制的数据采集器所采集,进行线性化和定标处理,实现工程量到要素量的转换,并对数据进行质量控制。经过预处理后得出各个气象要素的实时值,然后由通信模块传输到中心站的微机上。 
2、通信工作方式 
  区域自动气象站数据传输采用GPRS/CDMA网络通讯技术。由于CDMA网络的带宽和传输速率高于GPRS网络,与区局信息中心的通讯使用专线光纤,更加提高了数据传输的可靠性和稳定性,因此中宁县境内区域自动气象站建设中数据的传输主要使用CDMA通讯方式。但由于中宁徐套乡、喊叫水长山头地区CDMA信号弱,传输质量低,为此更换成GPRS通讯方式。 
3、日常维护、保障程序 
  一是运行状态实时监控。在日常工作,区域气象观测站运行实时监控系统主要是http://172.23.105.33/,根据每小时上传状态信息实时监视区域自动气象站的运行状态。二是供电状况监视,根据http://172.23.105.33/监控平台,发现连续夜间数据无法上传,白天太阳能及时补充电压时数据续传正常现象,即可初步判断蓄电池欠压。三是通过区域自动气象站数据查询系统,监视区域自动站采集数据合理性、正确性,发现明显差错、疑误及时与区局相关单位联系,协商解决。四是通过短信功能监控区域自动气象站参数配置。 
4、故障维修方法 
  在日常维护工作中,为确保高效、高质量完成保障任务,一般区域自动气象站的故障主要通过以下方法解决。 
  4.1通过监控软件及短信功能进行判断 
  可通过相关的运行监控软件,及时发现问题并作出初步判断。通过短信功能查看故障区域气象站的参数配置及话费状态,同时根据短信功能可以确定区域气象站是否正常运行,提高远程解决故障的能力,若短信无回复即需赶赴现场处理故障。 
  4.2到达现场首先查看采集器上指示灯状态 
  采集器正常运行过程中绿色(电源)指示灯3 s闪2次表示设备已经与中心连接正常,否则可根据另4种判断:常灭关闭模块、1 s闪1次设备正在查找网络、3 s闪1次设备正常找到网络、1 s闪2次设备正在激活GPRS并连接TCP状态。测量红灯(网络)指示灯3 s闪1次表示设备正常找到网络,若1 s闪1次则设备正在查找网络[1]。 
  4.3用万用表测量电池电压、太阳能供电电压 
  一是测量蓄电池电压。用万用表直流档(20 V)测量蓄电池工作电压值。在白天太阳能充足的情况下,测得工作电压应当高于6.7 V;在夜间,蓄电池工作电压应当在6.3 V左右。如果电压低于5.5 V,电源将不能保证自动站的正常工作。若单独测量电池电压,需断开电池输出端。二是测量太阳能板充电电流。用万用表电流档(2 A以上)测量太阳能电池板充电电流,在不同日照情况下,充电电流大小应当不同,太阳充足的情况下,电流为1 A左右。如果无电流则说明太阳能板故障或供电电线断路[2]。 
  根据近2年维护保障工作,发现电源故障的主要原因是电池电压不足,至此可简单判断是否是电池原因造成数据上传不正常,更换电池再进行状态和数据监控后故障即可排除;同时,初步测量判断时,分别对电池供电和太阳能供电进行分开测量与逻辑对比分析,对DY07也进行初步的判断,并通过更换DY07连续监测,确定故障原因,如果数据仍无法正常上传,可继续下面的检查步骤(下同)。 
  4.4重启采集器 
  在重启前先查看接线柱是否松落,应重新紧固、插拔(谨记检查接线柱必须在关闭采集器状态下开展),按动采集器电源按钮,系统通电后绿色的电源指示灯亮起,连续2声蜂鸣声,指示设备通电启动成功。正常通电约10 s后红色的网络指示灯由1 s闪1次变为3 s闪1次,表明设备已经正常注册到无线网络上,采集器重启正常后可连续监控数据传输状态及质量,经监控运行正常,可排除线路松落原因[3-4]。 

5、结语 
  根据近2年保障工作,通过上述步骤可将区域自动气象站常见故障排除,剩下只需针对采集要素故障现象判断,常用方法是利用最近同类型自动气象站进行测试判断故障法,完成以上基本步骤,可判断除采集器以外的故障,经此故障解决后数据仍无法正常上传,可初步判断是采集器主板故障,亦可同时采用最近同类型自动气象站进行测试判断故障法进一步确定。 

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