DZZ6型雙套自動站數(shù)據(jù)傳輸模式對比分析及應(yīng)用

龐旭龍，李博宇

摘要：吉林地區(qū)目前地面氣象觀測為雙套DZZ6型自動站并軌運行模式，本文分析了其數(shù)據(jù)傳輸模式：分別為采用DPZ1型綜合集成硬件控制器的光纖連接和串口RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接，以及各自優(yōu)缺點，并介紹了吉林省磐石市氣象局對于光纖連接優(yōu)勢的利用。

關(guān)鍵詞：新型自動站；線纜傳輸；DPZ1型綜合集成硬件控制器；光纖傳輸；光纖調(diào)制解調(diào)器

中圖分類號： P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.18.081

在地面自動觀測綜合測業(yè)務(wù)不斷追求觀測數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的提高以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定、高效的形勢下，現(xiàn)吉林地區(qū)已達(dá)到了全部基層臺站雙套DZZ6新型自動觀測站常規(guī)觀測要素并軌運行的要求，并新增加了DPZ1型綜合集成硬件控制器，實現(xiàn)了全部觀測設(shè)備的數(shù)據(jù)集中傳輸至終端。

1 自動站數(shù)據(jù)傳輸連接模式

目前吉林地區(qū)的DZZ6新型自動氣象觀測站有RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接及光纖連接兩種方式，各有優(yōu)缺點。

1.1 RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接

DZZ6新型自動氣象站的數(shù)據(jù)傳輸模式為串口RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接傳輸模式，即在DZZ6型數(shù)據(jù)采集器與計算機之間通過485四芯通信線纜連接的方式，在短距離的數(shù)據(jù)傳輸中此連接方式性能十分可靠。從歷年運行的結(jié)果分析，當(dāng)DZZ6型數(shù)據(jù)采集器通信端口與終端計算機主機之間的距離不大于100米時，此連接方式很穩(wěn)定，不會發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸間斷或錯誤代碼的情況，但當(dāng)連接的距離超過100米但未達(dá)到200米時，則需要在兩端增加具有信號放大功能的長線驅(qū)動器，其同時有一定的保護(hù)數(shù)據(jù)采集器和用戶計算機免遭雷擊的效果。

由于是雙套自動站并軌運行，線纜鋪設(shè)過程中會最大程度上避免信號干擾問題，但當(dāng)干擾無法避免時，以線纜連接方式傳輸數(shù)據(jù)時也可能出現(xiàn)錯誤代碼的現(xiàn)象，可采取下調(diào)波特率傳輸?shù)姆绞浇鉀Q此問題。在無干擾環(huán)境下的新型自動氣象站一般選用9600波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，處在干擾環(huán)境下的新型自動氣象站則選用4800或2400的波特率。因新型自動氣象站數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)量不多，故而不會出現(xiàn)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間，從而產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)傳輸延時的問題。

1.2 光纖連接

1.2.1 光纖傳輸特征及利弊 以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)或信號的傳輸稱為光纖傳輸。由于傳輸?shù)氖枪庑盘?，所以不易分支，故而常用于點與點之間的連接，且光導(dǎo)纖維功率損耗小、衰減少，具有較大的帶寬潛力。其優(yōu)點有靈敏度高，帶寬高，運行速率快；不受電磁噪聲之干擾，訊號串音小，通訊量大衰減小，保密性高；傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸質(zhì)量高，訊號傳輸容易；耐高溫、高壓；絕緣、幾何形狀可依環(huán)境要求調(diào)整、耐腐蝕，適于特殊環(huán)境工作；重量輕、體積小、價格低廉、壽命長；其缺點是質(zhì)地脆，機械強度差。

1.2.2光纖傳輸原理 光纖傳輸可分為射線理論及波動理論。射線理論認(rèn)為，光在光纖中進(jìn)行傳輸主要是基于全反射的原理：當(dāng)光線平行于光纖射入并重疊于光纖軸心線時，光線沿軸心線向前傳播；當(dāng)光線非平行光纖軸心線射入時，光線在向前傳輸?shù)倪^程中將會在纖芯與包層的交界面處不斷發(fā)生全反射。因此也要求纖芯的折射率一定要大于包層的折射率，以便滿足全反射發(fā)生的要求；波動理論是將光作為經(jīng)典電磁場處理。

1.2.3 連接措施 光纖連接與RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接方式不同，其在數(shù)據(jù)采集器通信串口與用戶計算機主機串口之間添加了光纖鏈路，并通過轉(zhuǎn)換設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模式的轉(zhuǎn)換。在吉林地區(qū)各臺站中，轉(zhuǎn)換設(shè)備采用DPZ1型綜合集成硬件控制器，它把串口數(shù)據(jù)包裝成TCP封包，并轉(zhuǎn)換成可以在Ethernet上傳送的Frame，在對端的串口服務(wù)器再把Frame用TCP/IP協(xié)議解封包后轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)包，傳送到用戶計算機主機的串口，地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件從而接收到完整的串口數(shù)據(jù)。其內(nèi)部采用光電隔離和浪涌保護(hù)，可抑制電磁干擾，實現(xiàn)通訊防雷。

2 光纖連接的應(yīng)用

光纖連接較線纜連接具有諸多優(yōu)勢，但由于現(xiàn)階段各基層臺站并軌運行的B站（備份站）尚未配備DPZ1型綜合集成硬件控制器，若想將其RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w連接，則可在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，選擇在兩端增加光纖調(diào)制解調(diào)器，并利用DPZ1型綜合集成硬件控制器備份光纖實現(xiàn)。

3 結(jié)語

線纜連接模式在獨立自動站短距離數(shù)據(jù)傳輸中很穩(wěn)定，雙套站并軌運行中會出現(xiàn)信號干擾等不穩(wěn)定因素，光纖連接則不存在以上問題，同時可以通訊防雷?；诠饫w連接優(yōu)勢，吉林省磐石氣象局地面自動觀測站雙套站均實現(xiàn)光信號傳輸模式，提高了地面觀測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，降低了地面觀測設(shè)備雷擊損壞風(fēng)險，減少經(jīng)濟(jì)損失。

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作者簡介：龐旭龍，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：綜合氣象觀測。

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2018/8/2 14：41：05

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