基于Android平臺(tái)的移動(dòng)端自動(dòng)氣象站系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)

四川省遂寧市氣象局 四川 遂寧 629000

前言

氣象行業(yè)作為一個(gè)公益服務(wù)行業(yè),對(duì)于社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。自動(dòng)氣象站作為獲取氣象數(shù)據(jù)的觀測(cè)平臺(tái),數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性與時(shí)效性十分重要。傳統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)信息獲取方式存在一定局限性。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及,在很大程度上推動(dòng)了軟件行業(yè)的發(fā)展,這為氣象部門(mén)建設(shè)新型移動(dòng)氣象信息查詢(xún)系統(tǒng)提供了有力條件。

一、自動(dòng)氣象站概述

所謂自動(dòng)氣象站是指根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況,為滿(mǎn)足氣象服務(wù)需求,在當(dāng)?shù)厮ㄔO(shè)的可自動(dòng)完成氣象要素探測(cè)、自動(dòng)生成報(bào)文,并將數(shù)據(jù)信息定時(shí)傳輸至中心站的氣象站。自動(dòng)氣象站主要由系統(tǒng)軟件和硬件兩部分構(gòu)成,系統(tǒng)軟件通常包括采集軟件、監(jiān)控管理軟件以及地面測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件等,系統(tǒng)硬件則主要有采集器、傳感器、通訊裝置等。例如DZZ5自動(dòng)氣象站,其定型部件包括主采集器系統(tǒng)+常規(guī)六要素,地溫分采集器系統(tǒng)+10層地溫傳感器,輻射采集器,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及CAN通訊連接情況如圖1所示。自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集全面、準(zhǔn)確,具有較強(qiáng)的時(shí)效性和高效性,逐漸得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

圖1 DZZ5自動(dòng)氣象站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及CAN通訊連接

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)自動(dòng)氣象站資料查詢(xún)及控制系統(tǒng)時(shí),客戶(hù)端要選擇Android系統(tǒng),并且要滿(mǎn)足以下幾種設(shè)計(jì)需求。首先,該系統(tǒng)能夠及時(shí)提供實(shí)況天氣;再次,系統(tǒng)能夠查詢(xún)各要素?cái)?shù)據(jù)資料;最后,系統(tǒng)可以對(duì)氣象臺(tái)站設(shè)備的運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[1]。眾所周知,Android系統(tǒng)在智能手機(jī)市場(chǎng)中占有很大的份額。開(kāi)發(fā)人員可以利用該平臺(tái)自由獲取、修改源代碼。根據(jù)Android應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)情況來(lái)看,JAVA 是程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要采用的語(yǔ)言,J2ME是一個(gè)經(jīng)過(guò)高度優(yōu)化處理過(guò)的JAVA 運(yùn)行環(huán)境,當(dāng)前不少主流客戶(hù)端軟件都是基于Android平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)[2]。本查詢(xún)系統(tǒng)基于Windows下的Intellij IDEA快速開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā),采用Java編程語(yǔ)言。

(一)模塊劃分。該系統(tǒng)主要分兩個(gè)模塊。前臺(tái)查詢(xún)程序:實(shí)時(shí)顯示當(dāng)日的雨量、氣溫、濕度、氣壓等信息,根據(jù)選擇查詢(xún)?nèi)掌诓樵?xún)實(shí)況數(shù)據(jù);后臺(tái)服務(wù)程序:對(duì)本市各個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站氣象信息進(jìn)行監(jiān)控,顯示提示報(bào)警信息,如出現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)異?；蛘军c(diǎn)異常數(shù)據(jù),進(jìn)行聲音告警提示。

(二)運(yùn)行流程。手機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)之后自動(dòng)運(yùn)行該程序的后臺(tái)預(yù)警服務(wù)自動(dòng)滑動(dòng)求和統(tǒng)計(jì)24h氣象資料以及對(duì)站點(diǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行讀取,前臺(tái)界面同時(shí)將當(dāng)日的實(shí)況信息顯示到系統(tǒng)界面上,并根據(jù)查詢(xún)的日期,向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送http請(qǐng)求,獲取新的HTML文件,解析出相應(yīng)的數(shù)據(jù)元素顯示到新的界面上。

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用情況來(lái)看,在該系統(tǒng)中主要包含有天氣預(yù)報(bào)顯示、臺(tái)站設(shè)備信息瀏覽、氣象實(shí)況信息瀏覽等功能,筆者根據(jù)自身多年工作經(jīng)驗(yàn),從下述內(nèi)容詳細(xì)論述了有關(guān)自動(dòng)氣象站資料查詢(xún)及控制系統(tǒng)的功能。

(一)氣象資料查詢(xún)。在該模塊中,系統(tǒng)可以對(duì)氣象信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún),用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊氣象實(shí)況信息便可以對(duì)天氣預(yù)報(bào)的實(shí)況信息進(jìn)行查詢(xún)。例如,當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊到相關(guān)信息時(shí),便會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到信息顯示界面。該系統(tǒng)中所有應(yīng)用到的數(shù)據(jù)解析設(shè)備都為SAX解析器,該解析器在運(yùn)行過(guò)程中主要采用流式處理方式,解析工作不僅速度快,占用內(nèi)存還少,可以將相關(guān)冗余信息進(jìn)行過(guò)濾,直接幫助用戶(hù)找到指定標(biāo)簽。如果系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中識(shí)別出來(lái)文檔某個(gè)標(biāo)簽時(shí)便會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)事件,該事件會(huì)處理函數(shù)并做出相應(yīng)動(dòng)作。在解析數(shù)據(jù)的過(guò)程中,協(xié)議的制定要參考地面觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)字典對(duì)數(shù)據(jù)格式的規(guī)范。

圖2 主系統(tǒng)界面示意圖

(二)數(shù)據(jù)及臺(tái)站設(shè)備監(jiān)測(cè)。在自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,與企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的服務(wù)一樣,都是采取客戶(hù)機(jī)/服務(wù)機(jī)體系的結(jié)構(gòu)方式。該系統(tǒng)要求用戶(hù)在使用過(guò)程中,通過(guò)客戶(hù)端與服務(wù)器之間建立連接,進(jìn)而通過(guò)服務(wù)器傳輸、獲取相關(guān)文件信息。但是用戶(hù)在使用該系統(tǒng)時(shí)一定要注意,當(dāng)系統(tǒng)客戶(hù)端與服務(wù)器之間建立連接后,如果用戶(hù)未被授權(quán),那么沒(méi)有取得的Password和User Name不能直接訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)主機(jī),基于此,客戶(hù)在使用系統(tǒng)之前首先需要在服務(wù)器上為遠(yuǎn)端用戶(hù)授權(quán)。通過(guò)遠(yuǎn)端控制臺(tái)運(yùn)行的程序,需要設(shè)定合理的時(shí)間,定時(shí)提取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件。如果系統(tǒng)中存在等待發(fā)送的數(shù)據(jù)文件,那么需要使用FTP方式。在此過(guò)程中,首先要檢查系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),退出系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài),等到下一次運(yùn)行發(fā)送相關(guān)信息。

考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)絡(luò)通信狀況,通常情況下用戶(hù)會(huì)將需要傳輸?shù)奈募畔簳r(shí)保存在軟件的二級(jí)目錄下,通過(guò)添加定時(shí)器控件的方式,設(shè)置科學(xué)合理的自動(dòng)傳輸時(shí)間,定期開(kāi)展檢測(cè)工作。如果系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)始終保持暢通,并且系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器空閑,那么需要及時(shí)上傳相關(guān)文件,并且要通過(guò)系統(tǒng)日志詳細(xì)記錄傳輸結(jié)果。

通常情況下,系統(tǒng)傳輸文件模式選擇自動(dòng)傳輸方式,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障等因素需要補(bǔ)傳時(shí),可以在系統(tǒng)上的任務(wù)欄圖標(biāo)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,會(huì)彈出相關(guān)菜單,而后選擇顯示主窗口,確定人工傳輸方式之后,需要進(jìn)一步確定補(bǔ)傳的年月,隨后點(diǎn)擊確定按鈕,切換到系統(tǒng)的自動(dòng)傳輸方面,將相關(guān)圖標(biāo)方式最小化即可[4]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在當(dāng)前我國(guó)氣象事業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中,想要將氣象服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,就需要從實(shí)際情況出發(fā),利用移動(dòng)終端便捷特性,對(duì)氣象實(shí)況數(shù)據(jù)以及氣象站數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),使得氣象工作者不再受到時(shí)間、空間的限制,能夠?qū)υO(shè)備以及報(bào)警信息進(jìn)行處理,該系統(tǒng)在地面氣象觀測(cè)行業(yè)中具有良好的推廣價(jià)值。