黑龍江省土壤水分自動觀測站運行監(jiān)控平臺功能簡介

侯飆，隋丹

（黑龍江省大氣探測技術(shù)保障中心,黑龍江哈爾濱 150030）

黑龍江省土壤水分自動觀測站運行監(jiān)控平臺功能簡介

侯飆，隋丹

（黑龍江省大氣探測技術(shù)保障中心,黑龍江哈爾濱 150030）

1 引言

黑龍江省從2010年開始陸續(xù)建成土壤水分站62個，站點位于全省多個地市縣，觀測站多處于農(nóng)田和大地等場所，設(shè)備容易受到自然環(huán)境和人為因素的影響，造成土壤水分自動觀測站精密部件的老化或損毀。土壤水分自動觀測是新的項目，設(shè)備還處于試運行階段，出現(xiàn)的故障率較高，目前保障工作都由省級業(yè)務(wù)人員完成，面對故障率高和站點分布廣的情況，省級保障部門需要一套完整的監(jiān)控和保障機制。為此，建立了土壤水分自動站運行監(jiān)控平臺。

土壤水分監(jiān)控平臺的建立可方便土壤水分觀測站的設(shè)備保障工作，提高維護維修的時效性，讓設(shè)備穩(wěn)定有效的運行，保證所獲得的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，使數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量和代表性，使業(yè)務(wù)人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障以后有據(jù)可依，分析異常數(shù)據(jù)，尋找原因，提出解決方案。

該項目的完成可填補土壤水分監(jiān)控業(yè)務(wù)的空白，土壤水分運行監(jiān)控平臺可實時監(jiān)控全省62個自動土壤水分觀測站的運行情況，然后用直觀的序列圖顯示，統(tǒng)計各個臺站的月運行率和年運行率。如臺站發(fā)生故障，該平臺可分析判斷設(shè)備故障類型，將故障類型在序列圖上顯示出來，讓省級保障人員根據(jù)站點的故障類型來確定相關(guān)維修方案。

2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

運行監(jiān)控前臺采用微軟公司的C#語言編寫，C#是微軟公司在2000年6月發(fā)布的一種編程語言，是一種最新的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。它使得程序員可以快速地編寫各種基于Microsoft.NET平臺的應(yīng)用程序，Microsoft.NET提供了一系列的工具和服務(wù)來最大程度地開發(fā)利用計算與通訊領(lǐng)域。

運行監(jiān)控系統(tǒng)的后臺采用微軟公司的SQL Server 2000的數(shù)據(jù)庫建立，SQL Server 2000是Microsoft公司推出的SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一個版本。該版本繼承了SQL Server 7.0版本優(yōu)點的同時又增加了許多更先進的功能，具有使用方便,可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點，可跨越從運行Microsoft Windows 98的膝上型電腦到運行Microsoft Windows 2000的大型多處理器的服務(wù)器等多種平臺使用。

3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

系統(tǒng)主要由兩部分組成，前臺為運行監(jiān)控主界面，后臺為土壤水分自動站數(shù)據(jù)庫。

3.1 系統(tǒng)開發(fā)原理

運行監(jiān)控主界面的序列圖，每一個時次的節(jié)點都與自動土壤水分站所發(fā)送的數(shù)據(jù)相對應(yīng)。系統(tǒng)分析自動土壤水分站小時數(shù)據(jù)里每一層傳感器所獲得的數(shù)據(jù)，來判斷自動土壤水分站的運行情況，然后通過序列圖顯示出來。系統(tǒng)是通過檢索土壤水分站數(shù)據(jù)庫里的報警信息來判讀土壤水分站故障情況。

土壤水分站數(shù)據(jù)庫里的報警信息可以分為以下3個方面。

3.1.1 頻率值都為-3

連接土壤水分探測器和采集器箱4芯電纜被老鼠咬斷。解決方法：應(yīng)在穿電纜的PVC塑料套管兩端放置防鼠咬的東西，臺站人員做好日常維護。

土壤水分探測器接口控制器與數(shù)據(jù)采集器之間連接的隔離轉(zhuǎn)換器Resite8520出現(xiàn)故障。解決方法：更換隔離轉(zhuǎn)換器Resite8520。

3.1.2 土壤站頻率值為-2

在采集程序中將傳感器測量范圍內(nèi)頻率值0-1設(shè)為正常（空氣的頻率值為0，水的頻率值為1），超出此范圍的傳感器頻率值標(biāo)記為-2。

由于某些站土壤的電導(dǎo)率異常，使得頻率值出現(xiàn)超差?？梢詫υ摲N土壤進行標(biāo)定，得到適合該種土壤的傳感器標(biāo)定參數(shù)。

傳感器可能發(fā)生測量故障，更換傳感器。

3.1.3 土壤站頻率值為-1

表示傳感器未安裝或傳感器出現(xiàn)故障，重新安裝傳感器或更換故障傳感器。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 按日期查詢功能

按日期查詢界面可監(jiān)測全省62個土壤水分站的實時運行情況，按日期查詢界面有三個查詢選擇模塊，分別是查詢?nèi)掌?、選擇范圍、土壤體積含水率平均值。通過日期的選擇可以查詢水分站自安裝后每一天的運行情況，在日期選擇框里面選擇需要查詢的日期，即可查詢到土壤水分自動站某一天的運行情況。選擇范圍分為全部和丟失兩個條件，選擇全部，顯示所有土壤水分站每天每小時的運行情況，如選擇丟失，可以顯示土壤水分站沒有正常運行的時次。土壤體積含水率平均值是用來查詢土壤水分站8個傳感器每小時的運行情況。

3.2.2 按月查詢界面

按月查詢界面是用來統(tǒng)計土壤水分每一層傳感器。（共8個）每個月的運行情況，在月查詢窗口輸入要查詢的月份，再選擇需要查詢的土壤體積含水率平均值，即可統(tǒng)計查詢土壤水分的月運行情況，其中月接收率的計算公式為：

月接收率=月到報次數(shù)÷月應(yīng)到報次數(shù)

3.2.3 按年查詢

按年查詢界面是用來統(tǒng)計土壤水分每一層傳感器（共8個）每年的運行情況，在年查詢窗口輸入要查詢的年份，再選擇需要查詢的土壤體積含水率平均值，即可統(tǒng)計查詢土壤水分的年運行情況，其中年接收率的計算公式為：

年接收率=年到報次數(shù)÷年應(yīng)到報次數(shù)

4 小結(jié)

黑龍江省土壤水分運行監(jiān)控平臺的建立，結(jié)束了黑龍江省安裝土壤水分自動觀測站沒有監(jiān)控軟件的歷史，填補了土壤水分運行監(jiān)控業(yè)務(wù)的空白。通過軟件的應(yīng)用讓維護維修人員可以及時準(zhǔn)確的了解土壤水分自動觀測站設(shè)備的運行情況，如有設(shè)備發(fā)生故障，保障人員可以在第一時間了解故障的類型，根據(jù)故障類型制定相應(yīng)的維修方案，這樣就可以在第一時間解決故障，讓保障工作可以更加高效的運行，提高了設(shè)備保障的能力，保證土壤水分自動觀測站探測資料的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時，該軟件可移植性強，適用于中國華云公司生產(chǎn)的DZN3型土壤水分觀測儀，可以向其它省份推廣。

1002－252X（2012）03－0037－01

2012－6－1

侯飆（1982-），男，黑龍江省哈爾濱市人，哈爾濱工程大學(xué)，本科生，助理工程師.