DZZ6新型自動站基本性能與應用

劉金昀　卓瑪次仁　李瑞盈

摘要 分析了DZZ6新型自動站的設備結構及優(yōu)越性，闡述了DZZ6新型自動站的基本設備與維護，以期為DZZ6新型自動站的應用提供參考。

關鍵詞 DZZ6新型自動站；設備結構；優(yōu)越性；維護

中圖分類號 P415.12 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）07-0244-01

我國氣象觀測業(yè)務實現(xiàn)由傳統(tǒng)的人工觀測到大部分氣象要素實現(xiàn)自動化觀測已十余載。自動觀測所采集的數(shù)據(jù)較人工數(shù)據(jù)更為真實、準確、科學，而目前正在全國普及的DZZ6新型自動氣象站更成為自動化觀測系統(tǒng)中的佼佼者，其較大的處理存儲性能、簡便易用的終端界面，及強大的拓展兼容性，都在日常應用中得到了廣大地面觀測者的認可。

DZZ6新型自動站作為目前地面氣象觀測的主導設備，為了實現(xiàn)自動氣象站的最小配置，將基本氣象要素傳感器直接掛接在主采集器上，可以對自動氣象站進行不同的配置，從而實現(xiàn)不同觀測任務或滿足不同氣象站觀測的需要，以最大限度地方便維護和降低維護成本。

1 DZZ6新型自動站設備結構及優(yōu)越性

1.1 設備結構

新型自動站基于現(xiàn)代總線技術和嵌入式技術構建，依照國際標準設計。由硬件和軟件2個部分組成，硬件包括采集器（1個主采集器和若干個分采集器）、外部總線、傳感器、外圍設備4個部分；軟件包括嵌入式軟件和業(yè)務軟件2個部分。其中，主采集器是自動氣象站的核心，主要有兩大功能：一是完成基本氣象要素傳感器和各個采集器的采樣數(shù)據(jù)，對采樣數(shù)據(jù)進行控制運算、數(shù)據(jù)計算處理、數(shù)據(jù)質量控制、數(shù)據(jù)記錄存儲、實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和傳輸，與終端機或遠程數(shù)據(jù)中心進行交互；二是擔當管理角色，對構成自動氣象站的其他分采集器進行管理，包括網(wǎng)絡管理、運行管理、配置管理、時鐘管理等，以協(xié)同完成自動氣象站的功能[1-2]。

1.2 優(yōu)越性

DZZ6新型自動站的主分采集器及其他外接智能采集器之間采用CAN總線方式實現(xiàn)通訊功能，其相較于之前所用的通訊總線來講，更具有可靠性、實時性和靈活性。主采集器配置RS232接口，掛接GPS授時模塊和通信模塊，可擁有現(xiàn)場測試或軟件升級的功能。同時，GPS授時器可以通過遙控衛(wèi)星實現(xiàn)對采集器的校時，可避免觀測員在人工校時發(fā)生的失誤，從而使時鐘觀測的準確度有所提高；除此之外，主采集器中添加的華研模塊能夠將RS232直接轉換為RS485輸出，如此便可增加信號的傳輸長度，減少信號的衰弱。在終端上添加另一個轉換模塊，再次進行轉換，便可直接用于終端機使用。除此之外，如遇自動站故障或傳輸障礙時，還可通過主采集器連接至外部存儲器直接調取故障時次的相關要素數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的精準度和可用性[3-4]。

2 DZZ6新型自動站的基本設備與維護

DZZ6新型自動氣候站為基礎，采用成熟穩(wěn)定的電子測量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術，設計出基于現(xiàn)代總線技術和嵌入式系統(tǒng)技術構建的自動氣象站。滿足地面觀測溫度、濕度、氣壓、雨量、風向風速、草面溫度、蒸發(fā)、能見度以及淺層和深層地溫的觀測。

2.1 機箱連接

所有傳感器的信號線在出廠時已進行了預處理，均加裝了可靠的插座頭，現(xiàn)場只需與機箱上相應的插座對接即可。插座支持帶屏蔽層的電纜，信號電纜的屏蔽層應當與插頭進行360°的可靠連接，信號電纜插頭端要采用套接管狀塑料標簽或其他方式對該信號電纜進行標示，以便維修維護。該標示應采用統(tǒng)一符號，主采集箱的底板上安裝以下插座：溫濕、風、雨量、蒸發(fā)、能見度、電源輸入、CAN總線（出）、本地通信口；底板上還有1個GPS天線的穿線孔以及1個接地柱；溫濕分采集器中，溫度、濕度、探頭各通過1個航空插頭接入到智能測量傳感器的相應模擬通道，12 V供電和CAN總線合用1個航空插頭，檢定用RS-232口也使用1個航空插頭，并配有1條轉接線插頭以備檢定時使用。

2.2 稱重式雨量傳感器

DSC2型稱重雨量傳感器是一種智能型傳感器，其發(fā)出的脈沖信號可直接接入到現(xiàn)今大多數(shù)采集器中，可用于自動站對液態(tài)或固態(tài)降水強度的觀測。整個傳感器由集水器、防風圈、固定用支架及感應部分組成。通過集水器中降水量的增加來計算雨強。在正式使用前，應先檢查底座和支架是否穩(wěn)固，保證感應部分在安裝后不會受到風吹的影響；S型鉤應正常懸掛并保持法蘭盤和懸掛架水平，如需取下感應部分應防止碰撞；其次是在每年入夏和入冬前一定要提前更換好抑制蒸發(fā)液和防凍液。其中，抑制蒸發(fā)液應蓋滿整個防凍液則需放置在集水器的1/3稍下部位即可。在使用過程中如果出現(xiàn)需要清除集水器內部分降水時，應先關閉電源并使用廠家提供的虹吸器材進行放水操作，盡量避免接觸到桶內的化學溶液。清理完畢后應及時供電，以避免對采集的數(shù)據(jù)造成影響。在定期校準時，如果出現(xiàn)人工觀測降水量與稱重降水量差異超過±4%時，應及時聯(lián)絡廠家對稱重雨量器重新進行標校。

2.3 地溫傳感器

新型站中的地溫傳感器是一種高靈敏度的儀器設備，通過探頭部位鉑電阻感應溫度變化后的阻值隨其變化的原理來測量數(shù)據(jù)。在測量溫度時，由于鉑電阻系數(shù)較大且敏感度高，隨著溫度的變化基本呈線性改變。因此，需保護好探測環(huán)境中的物化性能，以便維護其精準度。在遇到通訊故障時，應先考慮電纜線芯的老化或者老鼠啃咬的問題。同時應注意在更換元器件時，要提前對采集器進行斷電處理，防止帶電操作而導致傳感器或采集器損壞的情況發(fā)生。

3 結語

新型自動站的維護保養(yǎng)工作是維持地面觀測業(yè)務正常運行的基本條件。在日常工作中，只有維護好各類探測設備的正常運行方可保證測報工作有條不紊地進行，這是一個長期的工作。

4 參考文獻

[1] 陳英，謝萬銀，徐彬，等.DZZ6新型自動氣象站結構特點及其優(yōu)越性[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2014（21）：29-31.

[2] 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003.

[3] 陳冬冬，楊志彪，施麗娟，等.新型自動氣象站結構特點及其優(yōu)越性[J].氣象水文海洋儀器，2011（4）：95-101.

[4] 沙莎，邱新法，何永健.基于GIS的自動氣象站數(shù)據(jù)系統(tǒng)的研發(fā)[J].干旱氣象，2011（3）：107-111.