以DZZ6型自动气象站为例的新型自动气象站的分析与对比.doc

以DZZ6型自动气象站为例的新型自动气象站的分析与对比.doc1以DZZ6型自动气象站为例的新型自动气象站的分析与对比【摘要】本文简述了新型自动气象站的系统新技术、系统结构、技术指标,以及DZZ6型自动气象站的系统组成和采集器的特点,对DZZ6型自动气象站的技术性能进行了分析,并对新一代DZZ6型与DZZ2型自动气象站在采集器、技术指标等方面做了分析与对比。【关键词】新型自动气象站;DZZ6型;分析;对比自动气象站在我国气象部门投入业务运行多年,已经能满足气象业务的需要和环境的要求,随着地面气象观测自动化进程的不断加快,以及新技术在自动气象站上的应用,使得自动气象站的新一代型号投入业务运行已势在必行。1新型自动气象站新型自动气象站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建,采用了国际标准并遵循标准、开放的技术路线进行设计。自动气象站的核心是基于CAN(work)控制器区域网、总线技术和国际标准CANopen协议进行设计,涉及物理层、数据链路层和应用层的标准定义。,即:嵌入式系统技术和外部现场总线技术。,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。嵌入式系统丰富的外设处理单元、多种通讯端口,可以方便地实时自动气象站的数据通讯处理、远程访问的功能。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ARMCortexM3系列或其他系列CPU等。嵌入式操作系统实时性比较好的操作系统,一般可以嵌入:?C/OS-II、FreeRTOS、?Clinux等。这些操作系统的特点是:实时性比较好,规模相对比较小,所需要的硬件资源也不大,但其功能相对简单一点。对于功能要求比较多的可以选用Linux操作系统或WindowCE操作系统。这些操作系统的特点是:功能比较齐全,基本上具备标准电脑的全部功能,所构成的系统又称单板电脑。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。、数据处理单元,并完成数据3传输、通讯处理功能。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RS485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。以前是所有的设备都挂接在一条通讯线上,因此必须要有一个通讯控制协议,才能够确保数据通讯的稳定可靠。(1)RS485通讯方式RS485方式只能实现一主多从的通讯控制方式,即:一个主数据控制器处理单元,控制整个系统数据传输的流程,在任何时刻要保证只能由一个设备向总线上传输数据。RS485方式的电气结构简单,方便实现,其缺点是需要相对比较复杂的软件控制处理协议,用来实现数据通讯控制。(2)CAN通讯方式CAN总线方式与RS485最大的区别在于,其具有硬件控制机制,由硬件控制器实现在发送数据时出现的冲突管理,确保数据传输的可靠性。CAN总线方式的电路运行可靠,有专用的控制协议,其缺点实现起来4相对比较复杂。(3)SDI-12通讯方式SDI-12主要用于多传感器的数据通讯,有多根线构成,+12V直流电源、电源地线和数据线。,其采用的是“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计方式。其采集器采用的“主/分采集器”结构方式,是充分考虑到了能够实现全要素、综合观测的能力,同时具备高性能、多功能的数据处理能力,以及任意扩展的能力。新型自动气象站由硬件和软件两大部分组成。硬件包括采集器:1个主采集器和若干个分采集器、外部总线、传感器、外围设备四部分。采用了标准化、开放式的技术路线进行规划设计,从原则意义上讲采集器和传感器的接入处理部件等都遵循了统一设计、统一标准的原则,因此不同厂家的产品是可以进行互换的。软件包括嵌入式软件、业务软件二部分。嵌入式系统软件承担嵌入式系统的运行管理,各外部设备的运行管理。嵌入式