基于SMS的新一代天氣雷達(dá)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

牟鳳軍，潘旭光，安晶晶，許麗景，傅超

（1.滄州市氣象局，山東滄州；2.煙臺(tái)市氣象局，山東煙臺(tái)；3.安徽省氣象臺(tái)，合肥）

基于SMS的新一代天氣雷達(dá)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

牟鳳軍1，潘旭光2，安晶晶3，許麗景1，傅超1

（1.滄州市氣象局，山東滄州；2.煙臺(tái)市氣象局，山東煙臺(tái)；3.安徽省氣象臺(tái)，合肥）

介紹了基于SMS的新一代天氣雷達(dá)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，通過對(duì)雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)產(chǎn)品的生成與傳輸信息的實(shí)時(shí)采集、處理及監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)報(bào)警信息自動(dòng)發(fā)送及手機(jī)短信實(shí)時(shí)查詢雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)等功能。

天氣雷達(dá)；短信服務(wù)；監(jiān)控；報(bào)警

為了提高天氣雷達(dá)總體探測(cè)能力和水平，提高雷達(dá)系統(tǒng)可用性，滄州雷達(dá)站開發(fā)了基于SMS的雷達(dá)報(bào)警監(jiān)控軟件，該軟件既可以對(duì)雷達(dá)運(yùn)行狀況和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的生成及傳輸進(jìn)行監(jiān)控，通過聲音報(bào)警和短信報(bào)警的方式，方便機(jī)務(wù)人員及時(shí)獲取雷達(dá)報(bào)警信息，提高雷達(dá)機(jī)務(wù)人員的反應(yīng)速度和維護(hù)效率；又可以讓機(jī)務(wù)人員在遠(yuǎn)端以短信的方式查詢當(dāng)前雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)等信息，更改值班人員及觀測(cè)狀態(tài)等。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雷達(dá)報(bào)警監(jiān)控軟件利用VC++語(yǔ)言在VC6.0平臺(tái)上開發(fā)完成，從功能上主要由兩個(gè)模塊組成，分別是雷達(dá)監(jiān)視模塊和短信收發(fā)模塊。雷達(dá)監(jiān)視模塊負(fù)責(zé)獲取雷達(dá)運(yùn)行的狀態(tài)信息和報(bào)警信息以及數(shù)據(jù)產(chǎn)品生成傳輸情況，短信收發(fā)模塊負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)GSM調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器通過RS-232串口與電腦相連，用于接收用戶的查詢短信和發(fā)送雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警短信［1-8］。

1.1雷達(dá)監(jiān)視模塊

滄州新一代天氣雷達(dá)（CINRAD/SA）系統(tǒng)主要由雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（RDA）、雷達(dá)產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)（RPG）和主用戶終端子系統(tǒng)（PUP）三部分以及連接它們的通訊線路組成。其中RDA與雷達(dá)主體相接，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)雷達(dá)觀測(cè)區(qū)域?qū)崟r(shí)回波和雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)；RPG實(shí)時(shí)從RDA接收數(shù)字化的基本數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行處理和生成各種產(chǎn)品；PUP主要是獲取、儲(chǔ)存和顯示雷達(dá)產(chǎn)品。雷達(dá)系統(tǒng)各部分通過HUB組成局域網(wǎng)［9］。

雷達(dá)監(jiān)視模塊監(jiān)視內(nèi)容包括：⑴監(jiān)視RDA計(jì)算機(jī)上3個(gè)實(shí)時(shí)更新的日志文件-報(bào)警日志文件（Alarm.log）、標(biāo)定日志文件（Calibration.log），狀態(tài)日志文件（Status.log），并定時(shí)提取保存包括雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率、雷達(dá)發(fā)射機(jī)溫度、系統(tǒng)噪聲溫度、濾波前后功率、雷達(dá)報(bào)警信息等在內(nèi)的雷達(dá)最新運(yùn)行信息，如果存在報(bào)警信息或上述有關(guān)參數(shù)超出設(shè)定閾值，監(jiān)視模塊自動(dòng)將報(bào)警內(nèi)容傳遞給短信收發(fā)模塊；⑵監(jiān)視RPG計(jì)算機(jī)上基數(shù)據(jù)最新生成和上傳時(shí)間，軟件UCP接收基數(shù)據(jù)，并將基數(shù)據(jù)存放在Archive2目錄下，上傳軟件RPGCD將基數(shù)據(jù)壓縮打包上傳至省局服務(wù)器，并將上傳文件備份到radar目錄下，雷達(dá)監(jiān)視模塊定時(shí)檢查上述兩個(gè)文件夾最新文件生成時(shí)間，超過時(shí)限沒有生成新文件，則監(jiān)視模塊自動(dòng)將報(bào)警內(nèi)容傳遞給短信收發(fā)模塊；⑶監(jiān)視PUP計(jì)算機(jī)上產(chǎn)品文件最新生成和上傳時(shí)間，其處理方法與監(jiān)視基數(shù)據(jù)方法相同。

1.2短信收發(fā)模塊

短信收發(fā)模塊負(fù)責(zé)短信的發(fā)送和接收，其功能是將監(jiān)視模塊傳遞過來(lái)的報(bào)警信息發(fā)送給指定用戶以及接收指定用戶發(fā)送的查詢短信并從監(jiān)視模塊提取雷達(dá)運(yùn)行信息并回復(fù)。

利用用GSM通信模塊作為短信發(fā)送與接收的工具，短信收發(fā)模塊通過串口與GSM通信模塊連接通信，通過收發(fā)一系列AT命令，就可以實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)。接入?yún)f(xié)議采用基于AT命令的PDU編碼模式，該模式支持中文和英文短信。發(fā)送短信時(shí)該模式將短信進(jìn)行十六位進(jìn)制編碼，接收短信時(shí)則通過該模式進(jìn)行解碼后獲取信息。

表1　AT命令

1.2.1AT指令

AT指令用于計(jì)算機(jī)與GSM模塊間通信，是GSM模塊所使用的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，用于設(shè)置GSM模塊的參數(shù)、發(fā)起或終止呼叫執(zhí)行GSM模塊的測(cè)試等操作，由于報(bào)警軟件不但需要發(fā)送報(bào)警短信，同時(shí)還需要接收特定用戶發(fā)送的查詢短信，因此在軟件中用到以下關(guān)鍵的AT命令，如表1所示。

1.2.2短信收發(fā)工作流程

短信收發(fā)模塊核心代碼是采用C++語(yǔ)言中的Switch選擇語(yǔ)句，通過判斷是否存在需要接收或發(fā)送的短信以及當(dāng)前短信貓的狀態(tài)，與短信貓進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并完成發(fā)送、讀取等操作。

詳細(xì)短信收發(fā)工作流程如圖1所示。

表2　查詢命令

1.2.3短信查詢命令

短信查詢命令主要目的是方便在手機(jī)端及時(shí)獲取雷達(dá)設(shè)備最新運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)也可判斷短信貓工作狀態(tài)是否正常。在軟件中設(shè)定的查詢命令如表2所示。

查詢軟件觀測(cè)狀態(tài)。觀測(cè)狀態(tài)包括：常規(guī)觀測(cè)：在雷達(dá)規(guī)定觀測(cè)時(shí)段，軟件對(duì)雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)控，其他時(shí)段不進(jìn)行監(jiān)控；加密觀測(cè)：軟件對(duì)雷達(dá)一直進(jìn)行監(jiān)控（適用于在雷達(dá)非觀測(cè)時(shí)段但有天氣過程的情況）；維護(hù)維修：軟件不對(duì)雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)控（適用于進(jìn)行雷達(dá)周月維護(hù)或雷達(dá)發(fā)生故障的情況）

圖1　短信收發(fā)模塊流程設(shè)計(jì)

2　軟件運(yùn)行情況

軟件實(shí)現(xiàn)了以下功能：監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)報(bào)警及工作狀態(tài)；監(jiān)視產(chǎn)品生成及上傳狀況；實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信息的自動(dòng)發(fā)送；實(shí)現(xiàn)了用戶發(fā)送短信查詢雷達(dá)工作狀態(tài)和更改值班人員及觀測(cè)狀態(tài)等功能。

自2014年6月份運(yùn)行以來(lái)，雷達(dá)系統(tǒng)各類報(bào)警無(wú)一漏報(bào)、空?qǐng)?bào)、誤報(bào)；軟件性能穩(wěn)定，在一年多的運(yùn)行過程中，未出現(xiàn)崩潰、失去響應(yīng)、退出等情況，可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。軟件界面設(shè)計(jì)如圖2所示，軟件運(yùn)行過程中發(fā)出的短信報(bào)警及短信查詢雷達(dá)信息情況如圖3所示。

3　結(jié)語(yǔ)

基于SMS的雷達(dá)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了滄州新一代天氣雷達(dá)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，無(wú)需人工干預(yù)，極大的提高了雷達(dá)的保障效率，保證了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，縮短了雷達(dá)軟硬故障的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)保障雷達(dá)正常運(yùn)行有重要意義。

圖2　軟件界面設(shè)計(jì)

圖3　軟件業(yè)務(wù)應(yīng)用情況

［1］吳少鋒，羅森波，胡東明，等.基于手機(jī)郵箱監(jiān)控天氣雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)的方法［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33（4）：70-73.

［2］劉偉成，楊菊梅.基于SMS的新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.氣象水文海洋儀器，2011，（1）：71-75.

［3］匡昌武，李昭春，符梁，等.基于SMS的多普勒天氣雷達(dá)故障報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2008，29（4）：65-67.

［4］朱永兵，董根銘.巧用程序監(jiān)控雷達(dá)資料上傳及強(qiáng)降水預(yù)警［J］.氣象水文海洋儀器，2009，4：64-65.

［5］劉遠(yuǎn)，胡維，姚立紅.雷達(dá)產(chǎn)品生成與傳輸監(jiān)控短信報(bào)警平臺(tái)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2014，35（4）：115-116.

［6］劉鋒，姜殿榮，馮曉玲.柳州雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控系統(tǒng)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2014，35（2）：96-97.

［7］李廣海，陸曼曼.新一代天氣雷達(dá)資料傳輸監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2013，34（2）：68-74.

［8］何海龍，胡欣欣，余申偉，等.海南省新一代天氣雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2009，30（2）：151-152.

［9］俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用［M］.北京：氣象出版社，2006：4-10.

Monitoring system for new generation weather radar based on SMS

Mu Fengjun1Pan Xuguang2An jingjing3Xu Lijing1 Fu Chao1
（1.Cangzhou Meteorological Bureau，Cangzhou，061001；2.Yantan Meteorological Bureau，Yantan，264001；3.Anhui Meteorological Observatory，Hefei，230031）

The design and implementation of Monitoring system for running status of new generation weather radar based on Short Message Service are introduced.The system can collect，manage and monitor the information of the radar working state and the generation and transmission of radar products with a timer.When there is an alarm or an inquiry message，the system would send Corresponding message to operators.

weather radar；short message service（SMS）；monitoring；alarm

P415.2

A

1673-8411（2015）03-0091-03

2015-05-18

牟鳳軍（1984—），男，碩士，工程師，主要從事雷達(dá)保障研究.