关于新型自动气象站的探讨.doc

关于新型自动气象站的探讨.doc关于新型自动气象站的探讨[摘要] 随着气象事业蓬勃发展, 现代气象业务对综合气象观测提出了更高的要求, 目前现有自动气象站在观测能力上存在着严重不足, 同时技术落后, 功能规格不统一, 致使型号繁多。当今现代电子测量和控制技术得到快速发展, 我国近十年来地面气象观测站网大量使用自动气象站和自动气候站考核取得了许多成功的经验,为实现具备多功能、全要素、统一型号的新型自动气象站提供基础。? [ 关键词] 气象;观测;新型自动站中图分类号: TF76 文献标识码: A 文章编号: 1009-914X ( 2015 ) 44-0281-01 新型自动气象站具有数据处理速度快, 数据处理功能强, 数据存储量大, 并采用文件系统存储记录数据, 增加了数据质量控制信息。并按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路, 做到各部件或模块互换的自适应, 形成统一型号的新一代自动气象站, 达到满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要。一、新型自动气象站应用到的新技术在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术,即: 嵌入式系统技术和外部现场总线技术。 1. 嵌入式系统技术嵌入式系统是以高性能 CPU 数据处理器为核心处理器, 嵌入操作系统, 配置相关的外围组件,构成单板电脑系统。高性能的 CPU 一般是指 32位 CPU ,包括: ARM7 系列、 ARM9 系列以及现在比较新的 ARM Cortex M3 系列或其他系列 CPU 等。操作系统嵌入实时性比较好的操作系统, 一般可以嵌入: C/OS-II 、 FreeRTOS 、 Clinux 等。以上操作系统的特点是: 实时性比较好, 规模相对比较小, 所需要的硬件资源也不大。但功能相对简单一点。外围部件配置基本上按照标准电脑的部件配置, 包括: Flash 存储器、 RAM 存储器、 CF卡(或 SD卡) 存储器、以太网络接口电路以及 TCP/IP 通讯协议、 USB 通讯端口、多个 RS232/RS485 串口、 CAN 总线。嵌入式系统的数据综合处理能力非常强大, 在新型自动站系统中引入了嵌入式系统, 可以大大提高自动气象站的数据处理能力, 使很多复杂的数据分析、处理计算功能在数据采集器端得以实现。 2. 外部总线技术外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元, 并完成数据传输、通讯处理功。外部总线的功能就是实现多个数据处理控制、数据处理单元之间的数据通讯; 外部总线的的电气结构要求简单, 而且数据传输要稳定可靠。? 目前,在实际应用中外部总线的方式有很多种,使用最多的是 RS48 5 方式和 CAN 总线方式,另外应用比较多的还有 SDI-12 方式。要想外部总线的结构简单、而且数据传输可靠,基本上都是采用差分信号方式传输, 所以数据传输只需要两根线。 RS485 和 CAN 总线都是采用两根线进行数据传输。因为是传输差分信号, 所以采用双绞线跟有利于提高信号传输的可靠性。二、新型自动气象站常见故障的分析及处理 1. 新型自动气象站气象要素数值发生异常新型自动气象站在正常运行的过程中, 某些气象要素数值通常会出现异常。如果出现这种状况, 可以先假设该要素的传感器出现了问题, 直接检查传感器。如果没有特殊的原因,传感器很少会出现自然损坏的状况, 大部分的故障问题都是由于传感器