自動(dòng)氣象站綜合自動(dòng)調(diào)試軟件的設(shè)計(jì)

姜小云，吳 俞

(1.海南省氣象技術(shù)裝備中心，海南 海口 570100;2.海南省瓊海市氣象局，海南 瓊海 571400)

自動(dòng)氣象站綜合自動(dòng)調(diào)試軟件的設(shè)計(jì)

姜小云1，吳 俞2

(1.海南省氣象技術(shù)裝備中心，海南 ?？?570100;2.海南省瓊海市氣象局，海南 瓊海 571400)

通過一個(gè)全新的綜合各個(gè)廠家各種型號的自動(dòng)氣象站自動(dòng)調(diào)試軟件來實(shí)現(xiàn)不同自動(dòng)氣象站的現(xiàn)場維護(hù)維修調(diào)試，使得各種自動(dòng)氣象站維護(hù)維修工作變得方便、簡單、高效。維護(hù)維修實(shí)踐工作證明該軟件設(shè)計(jì)適合各種自動(dòng)氣象站的維護(hù)維修。

自動(dòng)氣象站;自動(dòng);調(diào)試軟件

1 引言

目前自動(dòng)氣象站的建設(shè)日趨成熟，但是由于自動(dòng)氣象站的生產(chǎn)廠家、型號和用途各不相同，使得各種自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行和自動(dòng)氣象站設(shè)備的維護(hù)維修變得困難。自動(dòng)氣象站的安裝調(diào)試維護(hù)維修工作一般都是通過自動(dòng)氣象站采集器的串口通信來實(shí)現(xiàn)的。因此，無論哪個(gè)廠家生產(chǎn)的自動(dòng)氣象站工作原理都相似，這就使得設(shè)計(jì)一個(gè)綜合所有廠家各種型號的自動(dòng)測試、調(diào)試自動(dòng)氣象站設(shè)備故障的軟件成為可能。由于考慮到許多地面氣象觀測員所學(xué)專業(yè)都不是機(jī)電類，所以，對于這些非專業(yè)的自動(dòng)氣象站設(shè)備操作維護(hù)人員需要簡單方便、快速高效地來解決各種自動(dòng)氣象站自動(dòng)觀測運(yùn)行工作中出現(xiàn)的各種問題，比如各種自動(dòng)氣象站調(diào)試命令字符串難以記住，另外現(xiàn)在的筆記本電腦一般都不自帶串口而需要USB轉(zhuǎn)RS232實(shí)現(xiàn)串口功能，這樣使得我們不清楚目前可用的通信端口是哪一個(gè)等等。

2 設(shè)計(jì)思路

為了解決各個(gè)廠家不同型號自動(dòng)氣象站運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問題，就需要利用各廠家不同型號自動(dòng)氣象站的調(diào)試命令字符串(比如，江蘇無線電科學(xué)研究所有限公司生產(chǎn)的中尺度氣象站ZQZ-A型的調(diào)試命令字符串為TEST加上回車符;ZQZ-BH型調(diào)試命令字符串為 SAMPLES加上回車符［1］;華創(chuàng)升達(dá)高科技發(fā)展中心生產(chǎn)的CAWS-600型號的遙測自動(dòng)氣象站的調(diào)試命令字符串為UB加回車符［1］)。用 Windows編程軟件［2］比如 VB 設(shè)計(jì)一個(gè)串口通信程序，自動(dòng)選擇筆記本電腦可用的串行通信端口，自適應(yīng)地依次判斷不同廠家不同型號的自動(dòng)氣象站，發(fā)送相應(yīng)的調(diào)試命令字符串，然后返回相應(yīng)的自動(dòng)氣象站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息給本調(diào)試軟件數(shù)據(jù)接收界面中，供自動(dòng)氣象站操作維護(hù)工作人員查看。所有操作都由軟件自動(dòng)完成，不需要人工操作，也不需要維護(hù)人員知道過多的自動(dòng)氣象站設(shè)備軟硬件知識。整個(gè)操作流程一步到位，簡單方便、快捷高效。

3 軟件實(shí)現(xiàn)

利用windows編程語言［2］實(shí)現(xiàn)該自動(dòng)氣象站綜合調(diào)試軟件的系統(tǒng)操作界面如圖1所示。本軟件界面摒棄了原來各自動(dòng)氣象站生產(chǎn)廠家的一些比較復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置和專業(yè)技術(shù)知識背景，使得操作非常簡單方便。

整個(gè)軟件都采用控件編程。包括兩個(gè)命令按鈕控件、一個(gè)串口通訊控件、一個(gè)文本框控件和兩個(gè)標(biāo)簽控件。使用串口通訊編程對象MSComm控件來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)能大大降低軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度。該控件的全稱是 Microsoft Communication Control，是由Microsoft公司開發(fā)的主要用于實(shí)現(xiàn)電腦與單片機(jī)之間通信的ActiveX控件。該控件不在常用控件工具箱里，可單擊程序中的“工程”，選擇“菜單”，再選擇“部件”命令，在部件對話框中選擇“Microsoft CommControl 6.0”，此時(shí)工具箱中就會出現(xiàn)MSComm控件的圖標(biāo)。MSComm控件可以用來輕松實(shí)現(xiàn)串行通訊功能，它可以建立與串口的連接，通過串口連接到其他設(shè)備(例如：自動(dòng)氣象站、智能儀器儀表)，可以發(fā)送命令、交換數(shù)據(jù)以及監(jiān)視和響應(yīng)串口中發(fā)生的事件和錯(cuò)誤。

圖1 軟件實(shí)現(xiàn)界面

在串行通訊程序的編寫中，可在 MSComm控件屬性中設(shè)置串口端口號、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位等(如 COM1，9600，8，n，1)，發(fā)送的命令字符串和自動(dòng)氣象站采集數(shù)據(jù)傳輸格式要依據(jù)不同型號自動(dòng)氣象站的通訊約定，具體方法要參考相關(guān)自動(dòng)氣象站的說明資料，這里不再詳述。由于篇幅所限，具體的程序代碼這里不給出，有關(guān)采用MSComm控件來進(jìn)行串行通訊的例程的資料有很多［2］。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程框圖如圖2所示。整個(gè)流程的工作原理是：首先程序輪流打開電腦的所有可用串口。例如，先打開串口1，如果打開成功，那么以合適的波特率參數(shù)發(fā)送某一種型號的自動(dòng)氣象站調(diào)試命令字符串。如果有自動(dòng)氣象站采集數(shù)據(jù)返回，則接收數(shù)據(jù)到軟件的接收顯示區(qū)，否則再以另一種波特率參數(shù)發(fā)送另一種型號的自動(dòng)氣象站調(diào)試命令字符串。如果所有型號的自動(dòng)氣象站都輪流發(fā)送了一遍仍然沒有數(shù)據(jù)返回，這就說明串口1沒有用來連接自動(dòng)氣象站，那么再打開串口2，操作同上，以此類推，直到有自動(dòng)氣象站采集數(shù)據(jù)返回再進(jìn)行下一輪操作。該軟件由于使用了一個(gè)無限循環(huán)體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作功能，不需要人工操作，因此還需要一個(gè)避免死機(jī)的進(jìn)程退出機(jī)制。DoEvents函數(shù)能夠很好的解決上述問題，能轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)控制權(quán)給用戶，以便讓操作系統(tǒng)處理其它的事件。其使用語法是在循環(huán)體的內(nèi)部添加一條函數(shù)調(diào)用語句DoEvents()。在本軟件實(shí)現(xiàn)中，把該條語句放在while循環(huán)體內(nèi)。

圖2 軟件設(shè)計(jì)流程簡圖

4 結(jié)論

自動(dòng)氣象站的生產(chǎn)廠家、型號和用途各不相同，使得各種自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行和自動(dòng)氣象站設(shè)備的維護(hù)維修變得困難。本文通過一個(gè)綜合各個(gè)廠家各種型號的自動(dòng)氣象站自動(dòng)調(diào)試軟件來實(shí)現(xiàn)不同自動(dòng)氣象站的現(xiàn)場維護(hù)維修調(diào)試，只要用電纜線與各種自動(dòng)氣象站采集器相連，運(yùn)行該軟件就可以自動(dòng)得到調(diào)試數(shù)據(jù)信息。其最大的優(yōu)點(diǎn)是避免工作人員在野外高山、海島、暴曬等惡劣條件下長時(shí)間的安裝調(diào)試自動(dòng)氣象站設(shè)備，可以減輕多余的體力開支，同時(shí)操作簡單，能高效解決自動(dòng)站的故障問題。維修業(yè)務(wù)實(shí)踐證明本軟件非常適合各種自動(dòng)氣象站的維護(hù)維修。該軟件已在海南省18個(gè)市縣臺站的400余個(gè)各類型自動(dòng)氣象站的實(shí)際檢修業(yè)務(wù)中，發(fā)揮了積極作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，使用了該軟件的檢修業(yè)務(wù)完成時(shí)間比此前平均縮短半小時(shí)以上。其軟件成果作為海南省氣象技術(shù)裝備全網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與保障系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，共同獲得了海南省科技廳2010年科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

［1］ 李黃.自動(dòng)氣象站實(shí)用手冊［M］.北京：氣象出版社，2008.

［2］ 李江全，等.Visual Basic串口通信與測控應(yīng)用技術(shù)實(shí)戰(zhàn)詳解［M］.北京：人民郵電出版社，2007.

P468

B

1003-6598(2011)03-0048-02

2010-11-08

姜小云(1978-)，男，助工，主要從事天氣雷達(dá)、自動(dòng)氣象站維護(hù)維修及計(jì)量檢定等工作。