CAMA—JT型交通自動(dòng)氣象站故障分析與維修

劉朝林，徐文隆，周玉紅，冷 宇

(貴州省大氣探測(cè)技術(shù)與保障中心，貴州 貴陽 550002)

1 引言

貴州省氣象局于2012—2013年在貴州省境內(nèi)高速公路上建設(shè)了12個(gè)CAMA—JT型交通自動(dòng)氣象站，通過這些交通自動(dòng)氣象站能實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測(cè)高速公路路況的溫度、濕度、降水、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度、路面狀況等要素的氣象資料，特別是當(dāng)出現(xiàn)路面結(jié)冰、濃霧導(dǎo)致能見度低等嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸安全的天氣情況時(shí)，能及時(shí)發(fā)布交通預(yù)警信息，為交通運(yùn)輸安全提供重要的氣象保障服務(wù)。

該設(shè)備由硬件和軟件2部分組成。硬件主要包括傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源和中心服務(wù)器等;軟件有采集軟件和地面測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件。

在交通自動(dòng)氣象站的運(yùn)行過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)站點(diǎn)無數(shù)據(jù)上傳的情況，需要通過對(duì)此類故障進(jìn)行分析和總結(jié)，以減少此類故障發(fā)生，提高交通自動(dòng)氣象站的運(yùn)行效率。

2 交通自動(dòng)氣象站的工作原理

隨著氣象要素值的變化，交通自動(dòng)氣象站各傳感器感應(yīng)元件所輸出的量值也會(huì)隨之產(chǎn)生變化，所輸出數(shù)值被CPU實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過量化處理，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得出各個(gè)氣象要素值，按照一定的格式將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在采集器中，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)往中心服務(wù)器，這些數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶可以通過客戶端軟件隨時(shí)查看和調(diào)用，并根據(jù)業(yè)務(wù)的需要生成各種氣象記錄報(bào)表和氣象數(shù)據(jù)文件。

圖1 交通自動(dòng)氣象站工作原理框圖

3 故障現(xiàn)象及診斷分析處理

交通自動(dòng)氣象站工作原理如圖1所示，所有氣象要素值都會(huì)通過采集器處理，再經(jīng)過無線通訊設(shè)備上傳至中心服務(wù)器，在供電正常情況下為什么會(huì)發(fā)生沒有數(shù)據(jù)上傳的情況，現(xiàn)主要從采集系統(tǒng)、無線通訊兩部份入手，分析故障原因。

3.1 采集系統(tǒng)部分

采集系統(tǒng)主要是完成傳感器信號(hào)的采集，解析，存儲(chǔ)上傳等，具體判斷方法如下:

第1步:供電正常情況下，根據(jù)采集器面板指示燈可以初步判斷采集器是否正常工作，如下表1所示。

表1 采集器面板指示燈狀態(tài)

第2步:利用萬用表直流檔測(cè)量采集器數(shù)據(jù)輸出端口與通信端口的直流電壓值(4.5～5.5V)是否正常。

根據(jù)表2所示，具體判斷方法如下:用萬用表紅色表筆接雙藍(lán)線(19針通迅地)，黑色表筆分別接紅(20針信號(hào)收)和白(21針信號(hào)收)兩線，測(cè)量它們之間的直流電壓是否正常?若測(cè)量值均分別在4.5～5.5V之間，表示采集器端口信號(hào)收發(fā)均有數(shù)據(jù)輸出，工作正常;若萬用表測(cè)量值不在4.5～5.5V范圍內(nèi)，則表示采集器無數(shù)據(jù)輸出，采集器端口或采集器出現(xiàn)故障，此時(shí)更換采集器即可。

表2 采集器與傳感器連接示意表

第3步:在采集器工作正常情況下，如仍無數(shù)據(jù)上傳時(shí)，則需要繼續(xù)檢查采集器到通訊設(shè)備端的串口線是否正常，首先從外觀檢查串口線是否有斷裂或破損，然后再利用萬用表通斷檔來測(cè)量串口線是否有短路或斷路情況發(fā)生，紅黑表筆分別打在采集器聯(lián)線端和串口端顏色一致的線路上，若聽見有喋喋的聲音表示線路正常，無則表示發(fā)生線路故障或串口端口虛焊等斷路故障，更換串口線或重新焊接即可，如綜上情況皆已排除，則需要檢查無線通訊設(shè)備部分。

3.2 無線通訊設(shè)備部份

無線通訊設(shè)備主要是完成各要素?cái)?shù)據(jù)的上傳，具體判斷方法如下:

第1步:首先檢查模塊是否正常上電，再檢查通信模塊外天線有無破損現(xiàn)象，或天線與模塊之間是否連接正常。若有損壞，則更換天線:若連接不正常，則需要重新連接正常;若均正常，則要根據(jù)通訊模塊運(yùn)行狀態(tài)燈來判斷其是否工作正常。

第2步:根據(jù)模塊 PWR、DATA、NET 3個(gè)燈的運(yùn)行狀態(tài)來判斷模塊是否與通信網(wǎng)絡(luò)連接正常，有無數(shù)據(jù)收發(fā)。當(dāng)NET燈閃亮或滅的狀態(tài)下，表示未找到GPRS網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)需檢查SIM卡是否欠費(fèi)、停機(jī)或接觸不良(可通過拔打本站手機(jī)號(hào)碼來判斷是否欠費(fèi)停機(jī))。若NET燈常亮，則表示已正常找到GPRS網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)PWR燈閃爍較快(3次/s)表示未能與GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，需查看無線模塊的IP地址與端口號(hào)是否正確，還需查看中心站軟件是否打開或者中心站軟件運(yùn)行電腦是否聯(lián)網(wǎng)。若PWR燈閃爍較慢(1次/s)，則表示已經(jīng)成功與中心站的網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)DATA燈閃亮?xí)r表示有數(shù)據(jù)收發(fā)(1次/min)，當(dāng)DATA燈閃爍正常情況下，中心站還是未收到數(shù)據(jù)，在此情況下，需要查看模塊參數(shù)設(shè)置是否正確，主要查看中心站IP地址、中心站端口、波特率等參數(shù)設(shè)置是否正確。

4 故障處理小結(jié)

交通自動(dòng)氣象站無數(shù)據(jù)上傳的原因很多，但從目前我省現(xiàn)有運(yùn)行站點(diǎn)的情況來看，其故障主要集中在采集系統(tǒng)、無線通訊兩部分。

采集系統(tǒng)主要是通過面板指示燈及采集器端口上傳數(shù)據(jù)時(shí)的直流電壓值來判斷是否正常，而無線通訊主要是通過模塊PWR、DATA、NET三燈的運(yùn)行狀態(tài)來判斷其與通信網(wǎng)絡(luò)是否連接正常及有無數(shù)據(jù)收發(fā)等。

因此，當(dāng)交通自動(dòng)氣象站運(yùn)行中出現(xiàn)無數(shù)據(jù)上傳故障時(shí)，要充分根據(jù)其工作原理，結(jié)合故障現(xiàn)象及設(shè)備自身運(yùn)行情況來進(jìn)行故障的準(zhǔn)確判斷和找到故障點(diǎn)，從而快速地排除故障和修復(fù)設(shè)備，使之正常工作。在實(shí)際工作中，技術(shù)人員要多注重理論和實(shí)際結(jié)合，多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以加強(qiáng)對(duì)交通自動(dòng)氣象站的維修維護(hù)能力，提高我省交通自動(dòng)氣象站的運(yùn)行效率，為貴州省交通運(yùn)輸安全做好氣象裝備保障。