王佳明，周 藝，潘鳳妮（威海市氣象局，山東 威海 264200）

CAWS600-RT型區(qū)域自動(dòng)站常見故障診斷排除初探

王佳明，周 藝，潘鳳妮
（威海市氣象局，山東 威海 264200）

摘要：通過對CAWS600-RT型區(qū)域自動(dòng)站常見故障的分析，發(fā)現(xiàn)該型區(qū)域自動(dòng)站主要是供電和通訊系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，對故障的診斷排除可以采用遠(yuǎn)程診斷和現(xiàn)場排查相結(jié)合的維修方法，利用中心站軟件、萬用表、筆記本電腦、專用軟件等工具，實(shí)現(xiàn)快速診斷和及時(shí)維修，提高了該類區(qū)域自動(dòng)站故障維修及時(shí)率和數(shù)據(jù)到報(bào)率。

關(guān)鍵詞：區(qū)域自動(dòng)站；常見故障；遠(yuǎn)程；診斷和排除

資助項(xiàng)目：山東省氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)（SDYBY2014—06）資助

引言

CAWS600-RT型區(qū)域自動(dòng)站（簡稱區(qū)域站）是無人值守的自動(dòng)氣象站，它由太陽能供電系統(tǒng)提供工作電力，通過傳感器獲取所在地的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度和雨量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)采集器處理后，由其通訊系統(tǒng)上傳到中心站[1]。2006年7月，威海市氣象局投資建設(shè)了36個(gè)該型區(qū)域站，這些自動(dòng)站的業(yè)務(wù)運(yùn)行，使威海市氣象監(jiān)測、預(yù)警能力大大增強(qiáng)，在快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測災(zāi)害性天氣和提高預(yù)報(bào)服務(wù)等方面發(fā)揮了重要作用。2006—2013年該型區(qū)域站的故障多數(shù)集中在供電和通訊系統(tǒng)，為保證快速診斷、及時(shí)排除故障，此文總結(jié)了2006—2013年該型區(qū)域站供電和通訊系統(tǒng)方面的常見故障，總結(jié)出一套遠(yuǎn)程診斷和現(xiàn)場排查相結(jié)合的維修方法。

1 供電系統(tǒng)常見故障維修

供電系統(tǒng)常見故障的技術(shù)保障，分為遠(yuǎn)程診斷和現(xiàn)場排查兩個(gè)過程[2]。

1.1 故障遠(yuǎn)程診斷

區(qū)域站故障發(fā)生時(shí)，在市局中心站通過分析收到的故障區(qū)域站電壓數(shù)據(jù)的變化趨勢，可遠(yuǎn)程診斷供電系統(tǒng)的故障原因。

1.1.1 蓄電池故障

從市局中心站上查看區(qū)域站的工作電壓，可遠(yuǎn)程判斷故障原因。如果區(qū)域站白天工作電壓正常（6.5V左右），經(jīng)常在夜間工作電壓由正常值逐漸降低到5.8V左右時(shí)發(fā)生“離線”故障；或者經(jīng)常在大霧、陰雨天時(shí)發(fā)生“離線”故障，而在太陽升起后故障消失恢復(fù)“上線”。據(jù)此類故障現(xiàn)象判斷，區(qū)域站“離線”是由蓄電池故障引發(fā)的，一般發(fā)生在建站3～5a后的時(shí)間內(nèi)，大多是因蓄電池自然老化，達(dá)不到5～7d期限的儲(chǔ)能要求所致，更換蓄電池后故障自動(dòng)消除。

因太陽能供電線路虛接導(dǎo)致蓄電池得不到有效充電的故障現(xiàn)象也與上述情況類似，但此類故障在遠(yuǎn)程初診后還需到現(xiàn)場進(jìn)一步排查。

1.1.2 太陽能充電故障或充電控制器故障

在非大霧或非陰雨天的白天，在中心站查詢區(qū)域站發(fā)生“離線”故障時(shí)電壓為5.8V左右，或“離線”故障發(fā)生在夜間，且到太陽升起后電壓值仍無明顯變化時(shí)，可初步診斷為太陽能充電線路或充電控制器存在故障。具體原因還需到現(xiàn)場進(jìn)一步排查。

1.2 現(xiàn)場故障排查

對于遠(yuǎn)程診斷經(jīng)常在夜間和陽光不足時(shí)發(fā)生故障的區(qū)域站進(jìn)行現(xiàn)場排查時(shí)，按下列方法判斷故障原因。

1.2.1 蓄電池故障

在現(xiàn)場拔掉機(jī)箱內(nèi)采集器與蓄電池連接線的插頭（保留太陽能充電線路連接），使蓄電池空載，用萬用表測量蓄電池正負(fù)極的電壓。如果太陽能輸出電壓、電流指標(biāo)正常，且充電控制器工作狀態(tài)也正常時(shí)，蓄電池電壓保持5.8V左右不變，說明該蓄電池已報(bào)廢，需更換新的蓄電池；如果測量蓄電池電壓在6V～6.5V之間，在30min后斷開太陽能充電線路進(jìn)行復(fù)測：在未接負(fù)載的情況下如果產(chǎn)生較大壓降，說明之前蓄電池測量顯示的正常電壓為浮充電壓，該蓄電池已不能有效存儲(chǔ)電量，需更換；如果復(fù)測的電壓仍保持正常值不變，該蓄電池可暫時(shí)使用，但還需經(jīng)歷兩三個(gè)連續(xù)陰雨天或大霧天的使用進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定是否可以繼續(xù)使用。在連續(xù)兩三天得不到有效充電的情況下，蓄電池電壓如果降到了5.8V左右，則證明該蓄電池的儲(chǔ)能性能下降，需更換，否則可繼續(xù)使用。

1.2.2 太陽能充電系統(tǒng)故障

太陽能板在外觀良好情況下，可正常使用。當(dāng)目測到太陽能板受光面有破損或電纜線有斷路或虛接現(xiàn)象時(shí)，即使當(dāng)時(shí)充電狀態(tài)良好，也要盡快維修或更換，避免日后出現(xiàn)無法充電或充電不足的故障隱患。

充電類故障，需在現(xiàn)場用測量法進(jìn)行排查。在充電控制器輸入端，用萬用表測量太陽能板輸出電壓為0V，即可斷定是太陽能電纜線或太陽能板后接線盒內(nèi)的接線端子、整流二極管有斷路情況發(fā)生；如果測量輸出電壓為6.8V～9V之間，還需進(jìn)一步測量太陽能的輸出電流。正常情況下，非陰雨天的輸出電流均應(yīng)在0.1A以上，陽光充足時(shí)可達(dá)到1A左右。如果充電電流低于0.1A且不為0時(shí)，可斷定是電纜線、接線端子或整流二極管有虛接現(xiàn)象。電壓和電流異常均需放桿作業(yè)，進(jìn)一步查找故障原因。

1.2.3 充電控制器故障

如果太陽能板充電輸出指標(biāo)正常，蓄電池仍得不到有效充電時(shí)，需進(jìn)一步測量DY07充電控制器模塊的電壓輸出情況。如果沒有電壓輸出，可斷定是該模塊已損壞或采集器板上負(fù)責(zé)供電的印刷線（銅帶線）有短路發(fā)生。此類故障可通過目測排查。對于模塊故障還可以采用“替換法”排查，用性能好的DY07充電控制器模塊進(jìn)行替換測試，通過對比測試，即可判斷好壞。

2 通信系統(tǒng)故障

通過遠(yuǎn)程診斷和現(xiàn)場排查兩種方法對通信系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷。

2.1 故障遠(yuǎn)程診斷

當(dāng)中心站收不到區(qū)域站的上傳數(shù)據(jù)時(shí)，先在中心站軟件上查看該站的通訊狀態(tài)。如果為“在線”狀態(tài)，說明區(qū)域站每間隔幾分鐘發(fā)送一次、用于聯(lián)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)和中心站的“心跳包”能被中心站正常接收。故障一般存在于采集器上。如果為“離線”狀態(tài)，但之前收到的數(shù)據(jù)顯示工作電壓正常時(shí)，可請區(qū)域站生產(chǎn)廠家用其高權(quán)限的通訊參數(shù)設(shè)置工具遠(yuǎn)程重置該站的通訊參數(shù)。重置后，通訊狀態(tài)恢復(fù)正常且數(shù)據(jù)上傳正常，說明故障是由區(qū)域站通訊參數(shù)丟失導(dǎo)致。否則需到現(xiàn)場進(jìn)一步排查。

另外可通過手機(jī)向故障區(qū)域站的SIM卡發(fā)送“GETCOMM00!”和“GETSTATIC01!”短信命令，用于獲取該站通訊模塊中IP地址、端口號(hào)、接入點(diǎn)、協(xié)議和站號(hào)等參數(shù)。如果返回參數(shù)和原始設(shè)置參數(shù)相同，說明模塊中通訊參數(shù)沒有問題，故障與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。否則需到現(xiàn)場重置參數(shù)。如果一直無短信消息返回，可初步判斷是供電系統(tǒng)或SIM卡通訊公司的基站出現(xiàn)了故障。

對于通訊公司野外基站故障、有線通訊網(wǎng)絡(luò)故障、區(qū)域站通訊模塊供電故障、通訊模塊及附屬部件故障、SIM卡損壞等故障問題，均需到現(xiàn)場進(jìn)一步排查。

2.2 故障現(xiàn)場排查

在現(xiàn)場查看區(qū)域站采集器上的電源燈和網(wǎng)絡(luò)燈閃爍狀態(tài)是否正常。正常情況下網(wǎng)絡(luò)燈的閃爍周期為3s。

2.2.1 通訊基站故障

查看區(qū)域站天線和通訊鐵塔的直線距離內(nèi)是否有新建筑物或構(gòu)筑物產(chǎn)生遮擋。如果有，需測試站址GPRS信號(hào)強(qiáng)度。

用與該站SIM卡有相同通訊模式且開通上網(wǎng)功能的手機(jī)測試信號(hào)強(qiáng)度和上網(wǎng)速度。此時(shí)要分別在離區(qū)域站通訊天線最近處和區(qū)域站附近的開闊地或制高點(diǎn)等地點(diǎn)進(jìn)行對比測試。如果在區(qū)域站通訊天線最近處比其它兩個(gè)地方的上網(wǎng)信號(hào)弱且速度慢，可判斷是因障礙物阻擋或通訊基站信號(hào)功率減弱所致。需聯(lián)系通訊公司對該通訊基站功率進(jìn)行加大調(diào)整；如果在三個(gè)測試點(diǎn)均無上網(wǎng)信號(hào)，則可斷定該通訊基站有故障。為促使通訊公司盡快對故障基站進(jìn)行維修，最大程度減小其故障對區(qū)域站數(shù)據(jù)上傳率的影響，通過撥打通訊公司全國統(tǒng)一客服電話進(jìn)行投訴比直接找通訊公司區(qū)域經(jīng)理解決的方式快捷、有效。如果手機(jī)沒有開通上網(wǎng)功能，也可用收發(fā)彩信的方式進(jìn)行測試。

2.2.2 通訊模塊供電故障

判斷通訊模塊供電故障時(shí)，暫不要做重啟采集器和供電系統(tǒng)的操作動(dòng)作，否則可能會(huì)因重啟后的初始化動(dòng)作使某些故障現(xiàn)象暫時(shí)消失，隱藏了故障的真正原因。

先用萬用表測量通訊模塊的輸入電壓，如果低于5.8V，可判斷通訊模塊和采集器因供電電壓不足保護(hù)性關(guān)閉，需進(jìn)一步排查區(qū)域站供電系統(tǒng)加以解決。

2.2.3 通訊模塊硬件及附屬部件故障

首先查看通訊模塊外觀，其管腳是否有斷路或腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。在離海邊、水庫或河流距離較近的區(qū)域站，通訊模塊容易因機(jī)箱膠條老化、密封不嚴(yán)而長期受到鹽霧或水汽的侵蝕，特別是通訊模塊上纖細(xì)且排列緊密的芯片管腳最易因腐蝕而發(fā)生短路或斷路現(xiàn)象。另外曾有因通訊模塊內(nèi)緩存芯片擦寫次數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)極限而無法存儲(chǔ)各種參數(shù)的故障發(fā)生，需返廠更換該芯片。

查看通訊天線線纜外觀是否良好，與主板上的插座連接是否良好，特別要檢查天線線纜插頭內(nèi)的插針長短是否合適、是否變形，是否處在插頭螺帽的中心位置，其上是否有氧化物。這些因素均可因接觸不良造成通訊故障。

檢查SIM卡插槽，是否有松動(dòng)現(xiàn)象。SIM卡上金手指平面是否有凸凹形變，金手指表面和卡座金屬彈片的觸點(diǎn)上的氧化物是否過多[3]?？捎孟鹌げ燎宄|點(diǎn)上的氧化物，消除由SIM卡接觸不良引發(fā)的通訊故障。

2.2.4 SIM卡損壞故障

把區(qū)域站通訊模塊內(nèi)的SIM插到同一通訊模式手機(jī)中，進(jìn)行上網(wǎng)測試。如果不能上網(wǎng)，說明該SIM卡已損壞，更換新的SIM卡后通訊故障消除。

2.2.5 用自動(dòng)站維護(hù)軟件進(jìn)行通訊故障判斷

在區(qū)域站通訊系統(tǒng)硬件無故障、指示燈閃爍狀態(tài)正常時(shí)，對于中心站收不到該站數(shù)據(jù)的故障，還可通過工具軟件對通訊系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

首先利用在“串口調(diào)試助手”軟件中用“GETTIME！”命令對采集器系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行獲取。如果返回的采集器時(shí)間與北京時(shí)間不一致，需重新對采集器系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置后如果中心站接收到了區(qū)域站數(shù)據(jù)，說明故障是采集器與中心站時(shí)鐘不一致導(dǎo)致，否則需利用自動(dòng)站維護(hù)軟件繼續(xù)對整個(gè)自動(dòng)站系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和診斷，從反饋的信息上找出GPRS狀態(tài)是否激活、登錄無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是否成功、GPRS呼叫是否成功、TCP連接是否成功、與中心站服務(wù)程序連接是否成功等信息，根據(jù)提示信息對通訊鏈路存在的問題作出進(jìn)一步診斷。

2.2.6 利用2G無線網(wǎng)卡排查通訊公司有線鏈路故障

在區(qū)域站運(yùn)行正常的情況下，如果經(jīng)常發(fā)生觀測數(shù)據(jù)上傳延遲且延遲時(shí)間基本一致的情況時(shí)，故障大多是由通信公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和出口調(diào)整導(dǎo)致通訊鏈路工作狀態(tài)不穩(wěn)定所致。威海局在2013年9月、10月曾多次發(fā)生部分區(qū)域站正點(diǎn)數(shù)據(jù)延遲超過50min的問題。

此類問題的解決，需到區(qū)域站站址現(xiàn)場進(jìn)行測試。把故障區(qū)域站的SIM卡插到連接筆記本電腦的2G無線網(wǎng)卡中，在DOS狀態(tài)下，用“tracert+IP地址”和“tracert+IP地址+端口號(hào)”的命令進(jìn)行路由地址動(dòng)態(tài)跟蹤。將跟蹤返回的信息截屏后發(fā)送給通訊公司的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和維護(hù)部門，讓其根據(jù)該信息對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)分析，查找故障節(jié)點(diǎn)。采用這種辦法，很快就可以找出故障原因。通訊公司對引起故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)再次調(diào)整后，數(shù)據(jù)延遲上傳的故障現(xiàn)象得到消除。

3 結(jié)語

隨著區(qū)域站數(shù)量的增加和氣象業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)上傳及時(shí)率、可用率的要求日益嚴(yán)格，不斷提高區(qū)域站故障排除的時(shí)效性和成功率，是當(dāng)前維修保障工作的重要任務(wù)。此文是對CAWS600-RT型區(qū)域自動(dòng)站供電和通訊系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷和現(xiàn)場維修方法的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。隨著設(shè)備的升級換代，還會(huì)出現(xiàn)一些新問題，這需要技術(shù)保障人員不斷學(xué)習(xí)、積累經(jīng)驗(yàn)，保證區(qū)域自動(dòng)站的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 莫云凱，黃初龍，何苑寅，胡勇華.淺談區(qū)域自動(dòng)氣象站常見故障與處理[J].科技致富向?qū)В?012（12）：165.

作者簡介：王佳明（1972—），男，漢族，山東東平人，助理工程師，主要從事技術(shù)裝備保障工作。

收稿日期：2013-12-12

中圖分類號(hào)：P415.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1005–0582（2015）01–0060–04