一次自動(dòng)氣象站串口服務(wù)器故障處理過程的探討

白韌

摘 要：以一次自動(dòng)氣象站串口服務(wù)器故障處理過程為例，探討優(yōu)化自動(dòng)站故障排查方法及日常應(yīng)急方法。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)站;串口服務(wù)器;故障排查

中圖分類號(hào)：S163+.7 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830065

自動(dòng)氣象站是我國基層氣象臺(tái)站廣泛使用的氣象儀器，能夠?qū)崿F(xiàn)地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)化采集與上傳。其主要工作原理就是將各類需要采集的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，通過各種類型的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸至主采集器，然后再使用電子計(jì)算機(jī)與采集器進(jìn)行通訊，獲取數(shù)據(jù)后存放在本地電子計(jì)算機(jī)硬盤之中，再通過網(wǎng)絡(luò)的方式將數(shù)據(jù)傳輸至上級(jí)氣象部門。

電子計(jì)算機(jī)與主采集器之間的通訊主要使用串口通信的方式來實(shí)現(xiàn)，該類方式在各種型號(hào)的自動(dòng)氣象站中應(yīng)用比較廣泛，而串口通信方式存在傳輸速率小、傳輸距離近、以及非多點(diǎn)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)。如果在觀測(cè)場(chǎng)中的主采集器和業(yè)務(wù)用計(jì)算機(jī)之間的距離過長的話，在傳輸?shù)倪^程中會(huì)出現(xiàn)傳輸速度慢、信號(hào)衰減等諸多問題。而以太網(wǎng)通訊方式則具有傳輸速度快，距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地解決傳輸問題。

因此，目前出產(chǎn)的新型自動(dòng)氣象站將傳統(tǒng)的RS-232 通訊方式轉(zhuǎn)變?yōu)門CP/IP 通訊方式，局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)只要安裝虛擬串口軟件，就可以和自動(dòng)站采集器進(jìn)行通訊。這一種通訊方式需要在計(jì)算機(jī)與采集器之間新增加1個(gè)串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器 （簡稱 “串口服務(wù)器”）設(shè)備。串口服務(wù)器在新型自動(dòng)氣象站的應(yīng)用，減少了大量工作量（安裝、布線等），室內(nèi)、外均采用光纖傳輸，有效隔離了室內(nèi)、外設(shè)備的直接電路連接，尤其是在雷雨季節(jié)杜絕了雷電的相互感應(yīng)。

目前，懷柔國家氣象觀測(cè)站使用DZZ5型新型自動(dòng)站，并且使用串口服務(wù)器，臺(tái)站人員2015年才開始接觸串口服務(wù)器，對(duì)其工作原理以及故障的排除思路還不是很清晰。自動(dòng)站故障的迅速診斷、排除及故障期間數(shù)據(jù)的處理是自動(dòng)站業(yè)務(wù)的重要組成部分，是每位基層臺(tái)站業(yè)務(wù)人員都應(yīng)掌握的技能。本文通過懷柔國家氣象觀測(cè)站一次自動(dòng)站串口服務(wù)器故障的診斷、排除及處理過程的介紹，給出了此類故障排查的思路及建議，供業(yè)務(wù)人員在實(shí)踐中參考。

1 故障現(xiàn)象

2016年8月18日10：13，懷柔站工作人員發(fā)現(xiàn)軟件無法正常采集數(shù)據(jù)，顯示采集失敗。同時(shí)軟件報(bào)警，無法形成z文件。工作人員考慮有可能是采集次數(shù)過多，占用計(jì)算機(jī)內(nèi)存太多，因此對(duì)地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件進(jìn)行重啟，后問題沒有得到解決，隨后又對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行重啟，后發(fā)現(xiàn)軟件仍然無法正常采集數(shù)據(jù)，顯示采集失敗。

2 故障的診斷以及處理

此時(shí)工作人員考慮到是否為硬件問題，本著排除硬件故障的思路，進(jìn)行了如下處理過程。

2.1 排查主采集器硬件故障

因?yàn)楣收犀F(xiàn)象為全部要素?cái)?shù)據(jù)無法采集，而不是單個(gè)要素或者地溫等分采集器系統(tǒng)負(fù)責(zé)的某一類要素缺測(cè)，第一時(shí)間考慮為主采集器出現(xiàn)故障。根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)，以前也出現(xiàn)過采集器死機(jī)的現(xiàn)象，因此工作人員首先到觀測(cè)場(chǎng)打開主采集器機(jī)箱查看采集器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)“RUN” 燈正常閃爍，“CF”燈常亮，使用萬用表測(cè)量采集器供電電壓為13.6V。到這里的檢查能夠判斷出當(dāng)前采集器的供電狀態(tài)是正常的，而且從信號(hào)燈情況來看，采集器也沒有死機(jī)，存貯卡也在正常工作。故當(dāng)時(shí)的判斷是主采集器運(yùn)行正常，下一步進(jìn)行其他方面的故障排查。

2.2 通訊系統(tǒng)故障排查

上一步的檢查結(jié)果表明采集器不存在問題，因此工作人員轉(zhuǎn)而判斷是通訊系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。隨后工作人員從主采集器位置走到串口服務(wù)器位置，打開串口服務(wù)器機(jī)箱，經(jīng)過查看發(fā)現(xiàn)各個(gè)工作指示燈均正常，故判斷主采、串口服務(wù)器供電均正常。 進(jìn)行到這一步的檢查，當(dāng)時(shí)工作人員判斷主采集器運(yùn)行正常，串口服務(wù)器也運(yùn)行正常，考慮下一步進(jìn)行通訊線路故障排查。

2.3 通訊線路故障排查

工作人員回到值班室，開始檢查串口服務(wù)器與計(jì)算機(jī)之間的通訊線路是否連接正常。首先檢查光電轉(zhuǎn)換器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)各個(gè)指示燈閃爍正常，因此判斷光纖接口、網(wǎng)線接口均連接正常。隨后打開虛擬串口驅(qū)動(dòng)軟件，點(diǎn)擊“search”后，發(fā)現(xiàn)窗口能夠正常顯示出串口服務(wù)器的IP地址，故判斷計(jì)算機(jī)與串口服務(wù)器之間通訊正常，并且在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。進(jìn)行到這一步驟，工作人員綜合判斷通訊線路正常，下一步考慮排查采集器硬件故障，或者采集軟件故障。

2.4 計(jì)算機(jī)與主采集器間的交互排查

工作人員打開業(yè)務(wù)軟件維護(hù)終端，鍵入“DMGD”命令，后發(fā)現(xiàn)主采集器能夠正常返回分鐘數(shù)據(jù)，這是表明計(jì)算機(jī)和采集器之間的通訊是正常的。但是觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件主界面仍然顯示無數(shù)據(jù)，并且軟件仍然持續(xù)報(bào)警無法生成z文件。打開歷史數(shù)據(jù)下載，選擇下載缺測(cè)時(shí)段分鐘數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)也能夠正常下載，但就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集無法完成。結(jié)合之前的判斷，此時(shí)采集器、串口服務(wù)器均正常工作。當(dāng)時(shí)工作人員考慮是否是本站觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件參數(shù)是否出現(xiàn)問題，同時(shí)懷疑是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，工作人員開始準(zhǔn)備啟動(dòng)備份計(jì)算機(jī)。

2.5 問題發(fā)現(xiàn)

在檢查了觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件參數(shù)設(shè)置沒有問題后，工作人員一邊準(zhǔn)備啟用備份計(jì)算機(jī)，一邊通過查看計(jì)算機(jī)同采集器之間的實(shí)時(shí)通訊狀態(tài)，仔細(xì)查看采集器返回的分鐘數(shù)據(jù)命令，工作人員發(fā)現(xiàn)返回的分鐘數(shù)據(jù)時(shí)間與計(jì)算機(jī)的時(shí)間相差1min，因此判斷是由于采集器時(shí)間與計(jì)算機(jī)時(shí)間不一致，造成數(shù)據(jù)無法正常采集。進(jìn)行到這里的排查，初步發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致軟件無法采集數(shù)據(jù)的問題所在，針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)，開始進(jìn)行故障排除。

2.6 工作人員進(jìn)行采集器的時(shí)間修改操作

發(fā)現(xiàn)無論是在軟件主界面點(diǎn)擊右鍵進(jìn)行將時(shí)間下載到采集器的操作，還是在業(yè)務(wù)觀測(cè)軟件終端維護(hù)直接發(fā)送修改時(shí)間命令，采集器端均返回操作失敗。到這一步的排查，當(dāng)時(shí)的工作人員考慮是采集器故障，改為修改計(jì)算機(jī)時(shí)間，將計(jì)算機(jī)時(shí)間修改至與采集器時(shí)間一致后，發(fā)現(xiàn)軟件就能夠正常采集數(shù)據(jù)了。此時(shí)能夠判斷出故障原因就是計(jì)算機(jī)時(shí)間與采集器時(shí)間不一致。但目前采用被動(dòng)修改計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間的方式保持與集器時(shí)間一致，可以臨時(shí)解決數(shù)據(jù)采集，但計(jì)算機(jī)無法主動(dòng)同步采集器時(shí)間，導(dǎo)致采集器時(shí)間與市局授時(shí)服務(wù)器并不一致，也不符合業(yè)務(wù)規(guī)定。此時(shí)工作人員只能與市局取得聯(lián)系，將情況進(jìn)行上報(bào)。