淺談氣象觀測設(shè)備數(shù)據(jù)通訊

周金聚

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淺談氣象觀測設(shè)備數(shù)據(jù)通訊

周金聚

中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局海南分局，海南 ?？?570206

社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步對電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量提出更高的要求，它與人們生產(chǎn)與生活聯(lián)系緊密，越來越受到更多人的高度重視?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步與更新為通訊技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，通訊技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，已被大規(guī)模運(yùn)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，對電廠電站數(shù)據(jù)集點(diǎn)亮的采集等電能計(jì)量信息的采集提供了可靠的技術(shù)支持。針對電力系統(tǒng)中電能計(jì)量信息采集應(yīng)用的通訊技術(shù)進(jìn)行分析與探討。

氣象觀測設(shè)備；觀測系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通訊

引言

對于專業(yè)的氣象人而言，氣象設(shè)備的維護(hù)是永恒不變的話題，即使觀測的系統(tǒng)和設(shè)備更新飛速、不斷發(fā)展，我們也要緊緊把握好數(shù)據(jù)通信的基本原理，進(jìn)而很好地預(yù)防和控制設(shè)備在通信傳輸中遇到的問題。然而，在現(xiàn)實(shí)情況中，經(jīng)常會因?yàn)橛^測設(shè)備的沉積現(xiàn)象或者頻繁氧化等問題，使得觀測數(shù)據(jù)的真實(shí)性得到質(zhì)疑，進(jìn)而影響氣象觀測的質(zhì)量。總之，對于氣象工作者而言，熟悉了解氣象系統(tǒng)，認(rèn)真維修隨時(shí)排查，保證其自動運(yùn)行至關(guān)重要。我們在數(shù)據(jù)的通訊傳輸方面，主要是采用芬蘭的維薩拉設(shè)備作為觀測核心，除此之外也有長春氣象站的自動化設(shè)備，接下來就這些相關(guān)設(shè)備的日常配置，簡單作一介紹[1]。

1 常見氣象設(shè)備傳輸

1.1 傳輸方式

眾所周知，現(xiàn)在的通信主要有無線傳輸和有線傳輸兩種傳輸方式，我們比較普遍的是采用有線進(jìn)行傳輸傳送。當(dāng)然，這種傳輸方式的使用范圍比較廣泛，可以用于諸如調(diào)制、解調(diào)等很多種場合，通常我們是根據(jù)它們需要的特點(diǎn)和性能選取相適應(yīng)的場合進(jìn)行使用的[2]。

（1）Modem。這也就是通常我們所謂的調(diào)制，主要就是通過基帶的信號控制進(jìn)行傳送的。利用其對載波的信號進(jìn)行參量的變化調(diào)控，而后把荷載信號傳送。同樣的，對于解調(diào)而言，這就是把調(diào)制的過程反了過來，利用具體的方法把已經(jīng)調(diào)好的信號還原成最初的基帶模式就可以，常見的像家中的撥號上網(wǎng)等。這在空管航空氣象中也是經(jīng)常見到的，比較普遍。

（2）RS-232。這是一種電子協(xié)會的傳輸接口的標(biāo)準(zhǔn)模式。一般情況是有9個(gè)引腳的，有的新型的有25個(gè)引腳形態(tài)?？梢院芎玫貪M足收、發(fā)、地三根線的需要，這樣的方式最常見的是在計(jì)算機(jī)、設(shè)備維護(hù)的現(xiàn)場等場合上。在維薩拉這一系統(tǒng)里，外場的維護(hù)也主要是通過這種方法進(jìn)行傳送的，可以很好地把串口和設(shè)備的維護(hù)口連接起來。另外，在芬蘭的維薩拉系統(tǒng)的MCU中，也是通過此方式進(jìn)行端口的服務(wù)傳送的。

（3）RS-485。這種主要是利用差分進(jìn)行信號的負(fù)邏輯推算的。一般有兩種接線的方式，大多數(shù)采用的是總線式的拓樸，就是常說的兩線接線。這種接線方式最大的好處就是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最先提出的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，可以在同一條總線路上分出高達(dá)32個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，大多數(shù)情況下我們?nèi)耘f采用的是一線接兩端口的方式。在國產(chǎn)的長春氣象自動站中，我們主要是通過此方式連接燈控元和MCU，便于對透射儀的信號發(fā)送和接收。

網(wǎng)絡(luò)，對于網(wǎng)絡(luò)而言我們早已非常熟悉，無外乎有TCP/IP 和UDP這兩種協(xié)議。前者就是我們常說的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，也是使用比較普遍的一種。在我們通常的氣象自動觀測中，比如長春氣象自動站，經(jīng)常使用這種數(shù)據(jù)傳輸方式。而后者在維薩拉系統(tǒng)中經(jīng)常用于采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行端口服務(wù)器的轉(zhuǎn)換等。

1.2 傳輸方式之間的互相轉(zhuǎn)換

在現(xiàn)實(shí)的氣象監(jiān)測中，我們往往是根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的傳輸方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牟煌枰M(jìn)行方式轉(zhuǎn)換。通常在外場采集設(shè)備距離室內(nèi)設(shè)備遠(yuǎn)距離的條件下，由于調(diào)制、解調(diào)這一方式比較適合遠(yuǎn)距離通常選擇這種模式，但是不可避免地會出現(xiàn)其他問題，比如距離大于3公里，也會因?yàn)閭鬏斁€的自身阻值超過最大限度，使得傳輸數(shù)據(jù)丟失等情況時(shí)有發(fā)生。在此時(shí)，就要及時(shí)使用光纖設(shè)備，進(jìn)而降低風(fēng)險(xiǎn)，保障數(shù)據(jù)的傳輸安全性。

2 室內(nèi)通訊單元配置

2.1 端口配置

端口的服務(wù)器主要是要把傳輸方式變?yōu)閁DP才行，在MCU的端口設(shè)置中，最先要做的就是把配置文件的名字修改成相應(yīng)的啟動位置名。在啟用端口的同時(shí)，表達(dá)清楚設(shè)備的具體位置，將傳輸方式設(shè)置為UDP，同時(shí)寫清楚本地的端口號和遠(yuǎn)程端口號。

2.2 TS16配置

這一配置的設(shè)置過程更多地要通過windows自帶的系統(tǒng)瀏覽器完成。首先，在鍵入T216的網(wǎng)址之后點(diǎn)擊打開配置的相應(yīng)頁面，在帶有配置、應(yīng)用、管理、管理員的菜單欄內(nèi)選擇相應(yīng)的端口配置方式。當(dāng)然，在這里，我們需要選擇UDP這一配置方式。在發(fā)送了配置地址和端口之后，再對基本的串碼運(yùn)行進(jìn)行設(shè)置，添加修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)位等，做好串口的數(shù)據(jù)配置工作。

2.3 通訊模塊配置

通常選擇用終端的傳感器進(jìn)行模塊參數(shù)的設(shè)置，在連接之后可以參考系統(tǒng)中顯示的傳輸介質(zhì)情況，通過查看進(jìn)行得到各模塊信息，設(shè)置模塊的配置和參數(shù)。當(dāng)然，在此，要注重和外場設(shè)備的參數(shù)結(jié)合起來作為輔助參考，保證參數(shù)的一致性。同時(shí)，在配置設(shè)置完成后要及時(shí)對系統(tǒng)重啟使之達(dá)到配置結(jié)果。外場設(shè)備出現(xiàn)偶爾連接和方式不同的情況，也要及時(shí)通過技術(shù)說明文檔進(jìn)行操作和調(diào)控。

3 結(jié)語

總而言之，無論是芬蘭的維薩拉亦或是中國的長春自動站，氣象自動觀測系統(tǒng)使用的都是比較日常的傳輸模式，對于數(shù)據(jù)的通訊和數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換形式較為簡單，基本的通信原理并未發(fā)生大的改變。偶爾可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)時(shí)監(jiān)測需要增加其他的檢測環(huán)節(jié)。當(dāng)然，觀測設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是離不開觀測人員對其細(xì)心、認(rèn)真的維修和保護(hù)的。這要求他們必須隨時(shí)研究設(shè)備的性能，結(jié)合觀測場地的具體環(huán)境不斷調(diào)整?？傊?，氣象設(shè)備的維護(hù)人員對于設(shè)備通訊協(xié)議的專業(yè)化程度和業(yè)務(wù)熟悉性為維護(hù)設(shè)備提供了支持，為氣象數(shù)據(jù)的采集和更好地傳輸注入了保障，對于提供及時(shí)有效的氣象信息、保障飛行安全發(fā)揮著無可比擬的重要作用。

[1]維薩拉公司.MIDAS IV 系統(tǒng)指南：通訊部分[Z].2006.

[2]最新網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議手冊[M].陸玉庫，等，譯.電子工業(yè)出版社，2007.

P41

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1009-6434（2016）02-0014-01