曾月明?劉翀

[摘 要]發(fā)布雷電預警信息，少不了大氣電場探測儀。因為電場儀可以測量大氣平均電場，當出現(xiàn)晴天，或者一般降雨情況下，大氣電場強度曲線從電腦屏幕上反映處于非常平穩(wěn)狀態(tài)，當出現(xiàn)強雷擊時，就會呈現(xiàn)波動很大的振幅曲線。隨著我國氣象業(yè)務現(xiàn)代化建設進程的加快，原有的氣象信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能適應氣象信息數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊蟆PRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)快速準確，還能快速生成統(tǒng)計分析，且安全可靠，它的這些特點使氣象發(fā)布的實時性、穩(wěn)定性及高效性都得到了極大地提高。用GPRS網(wǎng)絡傳輸終端和一個功放機，就可以將氣象預警短信自動轉換成語音，實現(xiàn)氣象信息更好的傳輸和發(fā)布。

[關鍵詞]GPRS；氣象信息；采集；傳輸

一、構建GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的必要性

當前，我國多數(shù)氣象局分為市（地、州）級氣象局及多個氣象站。自動氣象站數(shù)據(jù)的傳輸方式主要有有線傳輸和無線 傳輸兩種，目前多以有線傳輸方式為主。有線傳輸存在網(wǎng)絡布線成本高、施工困難、不宜維護等缺點，尤其在人煙稀少的偏僻地區(qū)其弊端更加顯著。原有的網(wǎng)絡中，省、市、縣是主要通過X.25和PSTN組網(wǎng)的，其中省中心帶寬為64Kbps，市縣帶寬則為9.6Kbps。網(wǎng)絡傳輸主要用于氣象實時信息或辦公信息的傳輸。同時，國家局和全國的各級臺站一起組建了衛(wèi)星廣播網(wǎng)，用于衛(wèi)星數(shù)字廣播。

隨著我國氣象業(yè)務現(xiàn)代化建設進程的加快，原有的氣象信息系統(tǒng)因設備性能及線路速度低且時延長，已經(jīng)很難滿足自動站、雷達以及沙塵暴等資料傳輸?shù)囊?，也很難滿足數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)男枨蟆６l(wèi)星網(wǎng)的局限性也顯而易見，其覆蓋面小、速度慢，加之小站之間無法進行直接通信，這些都限制了網(wǎng)絡的功能發(fā)揮。此種情況下，構建一個更快捷、更安全、更完善的氣象廣域網(wǎng)絡平臺迫在眉睫。這個廣域網(wǎng)平臺除了要在速度、容量上完全滿足信息采集及傳輸?shù)男枨螅€需要從規(guī)格、管理軟件及安全防護等方面將原本松散的網(wǎng)絡進行整合和統(tǒng)一。此外，還需要具有可擴展性，以便未來可以更方便地進行升級。以上的這些需求，GPRS無線網(wǎng)絡都可以為之實現(xiàn)。加強氣象監(jiān)測工作，建立有效合理的綜合氣象監(jiān)測網(wǎng)，可以取得連續(xù)、準確、高時空密度的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，使雷電天氣預報準確率得到進一步提高。

GPRS是通用分組無線業(yè)務的簡稱，這項技術建立在GSM網(wǎng)絡的基礎上，被稱為第2.5代移動通信技術，該技術將無線通信與Internet緊密結合了起來。隨著GPRS技術的發(fā)展，它已經(jīng)能夠應用到許多需要進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I域，這種實踐也為氣象遠程自動站的數(shù)據(jù)采集以及傳輸提供了一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式。

遙測站發(fā)送信息采用GPRS，通信實時性強。支持通信信道備份自動切換，并確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。系統(tǒng)能夠長期、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作，系統(tǒng)設備具有野外運行高可靠性。 系統(tǒng)具有先進的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)通信的可靠性。通信協(xié)議具有信道偵聽檢測、碰撞及擁塞調度等功能，具有自動查錯糾錯功能，以保證數(shù)據(jù)通信誤碼率小于 10 -6 ，數(shù)據(jù)暢通率達到99%，可靠度大于99.99%。數(shù)據(jù)收集速度快，能在5 分鐘內完成一次全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集。系統(tǒng)便于運行管理和維護。

利用GPRS系統(tǒng)構建氣象信息的采集傳輸系統(tǒng)，對氣象信息采集點實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸具有諸多優(yōu)點，建設周期縮短，建設成本也得以降低，而且設備安裝方便兼維護簡單。采用GPRS構建氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于氣象局來說，較低的通信費用使得氣象局也享受到了實惠。此外，由于其接入設備可以移動，因此當氣象觀測站及氣象信息采集點移動搬遷時設備也可隨之遷移并且可繼續(xù)使用，如此一來就可以很好地保護氣象局的原有投資，所以，很適合氣象采集工作的特點。

二、GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的構成

GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的軟件部分包括合理規(guī)范的數(shù)據(jù)通信傳輸格式，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)標準化共享。其硬件部分包括氣象數(shù)據(jù)采集端設備、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)接收處理端設備以及應用終端設備。具體而言，基于GPRS技術的氣象信息采集傳輸系統(tǒng)由四個部分組成，這四個部分為：氣象采集器、PLC邏輯控制 ，F(xiàn)2103 GPRS IP modem以及數(shù)據(jù)中心（包括管理工作站、數(shù)據(jù)庫服務器和web發(fā)布服務器）。然后通過串口RS232或RS485傳給了四信通信的IP modem（F2103），遠程數(shù)據(jù)中心服務器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡接入。當F2103通過GPRS網(wǎng)絡連接到遠程數(shù)據(jù)中心服務器主機，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產生的數(shù)據(jù)只要送到串口，F(xiàn)2103就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務器主機；同時服務器主機下發(fā)的命令通過通道傳輸?shù)紽2103后，F(xiàn)2103通過串口送到采集終端，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。

風、溫、濕、壓參數(shù)是氣象采集的四大基本要素，其中，采集器負責實時采集各種氣象參數(shù)如風速、溫度、濕度、氣壓等等，一般采集溫度、濕度、輻射、風速、風向、雨量等環(huán)境參數(shù)。采集時，主要依靠濕度傳感器、輻射傳感器、風速感應器、風向感應器、雨量測量計及溫度傳感器等設備把各指標的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測儀，接著監(jiān)測儀進行分析處理，并把這些參數(shù)信息匯總到PLC控制邏輯。PLC控制邏輯使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡接入。

綜上所述，GPRS氣象信息采集和傳輸系統(tǒng)特別適合氣象信息的監(jiān)測、采集及數(shù)據(jù)傳輸，可滿足氣象數(shù)據(jù)信息采集實時性及同時性的要求。該系統(tǒng)還可全面降低氣象信息采集和傳輸?shù)倪\行成本，且提高氣象信息的數(shù)據(jù)傳輸時效及服務質量。GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)快速準確，還能快速生成統(tǒng)計分析，且安全可靠，它的這些特點使氣象發(fā)布的實時性、穩(wěn)定性及高效性都得到了極大地提高。

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