張仕清，黃高平

（安徽省池州市氣象局，安徽 池州 247000）

隨著氣象探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的自動(dòng)探測(cè)設(shè)備投入業(yè)務(wù)應(yīng)用。在地面氣象觀測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集成化的同時(shí)，設(shè)備終端繁多的通信線路造成觀測(cè)傳輸系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加，維護(hù)復(fù)雜難度加大等問(wèn)題日益凸顯。為了應(yīng)對(duì)這種不足的情況，以DPZ1型綜合集成硬件控制器為核心的氣象臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸通訊系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)一根光纖傳輸集成多串口通信，把多種觀測(cè)設(shè)備同時(shí)接入及數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了各種觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的接受、存儲(chǔ)、光電隔離和通信方式轉(zhuǎn)換，有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸依靠單一的串行通信方式的傳統(tǒng)模式。由于該系統(tǒng)目前在氣象臺(tái)站應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，在實(shí)際工作中還存在一些問(wèn)題，因此，有必要對(duì)其設(shè)備在使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障及運(yùn)行情況進(jìn)行分析判斷，探求具體解決方法，以滿足氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

圖1 DPZ1型綜合集成硬件控制器連接傳輸示意圖

1 氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介

氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般由室外和室內(nèi)通訊兩部分組成。室外部分，主要以DPZ1型綜合集成硬件控制器為核心，將觀測(cè)場(chǎng)的新型自動(dòng)氣象站，云高觀測(cè)系統(tǒng)、能見(jiàn)度觀測(cè)系統(tǒng)、降水現(xiàn)象觀測(cè)系統(tǒng)等串口設(shè)備的信息進(jìn)行整合，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)接入值班室臺(tái)站業(yè)務(wù)平臺(tái)；室內(nèi)部分，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)100Base-TΧ（RJ45）與100Base-FΧ（光纖信號(hào))的轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號(hào)，通過(guò)值班室局域網(wǎng)交換機(jī)接入計(jì)算機(jī)完成觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸。如圖1所示，系統(tǒng)軟件包括管理軟件和服務(wù)軟件兩項(xiàng)，管理軟件為DPZ1型綜合集成硬件控制軟件SMOPORT，服務(wù)軟件為nettocom及comtonet，軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)DPZ1型綜合集成硬件控制器的配置、業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)虛擬串口的管理及業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)虛擬串口與DPZ1型綜合集成硬件控制器間數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析與處理

氣象臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的故障可根據(jù)具體狀況進(jìn)行分析判斷。一般而言，造成觀測(cè)數(shù)據(jù)的異常，既有軟件影響，也有硬件的原因，主要表現(xiàn)在業(yè)務(wù)軟件、軟件通信、運(yùn)行環(huán)境及硬件故障等方面。因此，要針對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象逐一分析排查，找出產(chǎn)生故障的原因，采取應(yīng)對(duì)措施排除故障，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.1 業(yè)務(wù)軟件錯(cuò)誤引起的故障

此類(lèi)故障多表現(xiàn)在參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)缺失時(shí)發(fā)生。處理方為關(guān)閉ISOS測(cè)報(bào)等軟件，打開(kāi)串口調(diào)試工具，將波特率等通信參數(shù)與觀測(cè)設(shè)備及綜合集成硬件控制器設(shè)置一致，對(duì)設(shè)備進(jìn)行命令交互。如果返回?cái)?shù)據(jù)正常，則表示由業(yè)務(wù)軟件錯(cuò)誤引起的故障；如果返回?cái)?shù)據(jù)異常，則判斷為可能是由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合集成硬件控制器或觀測(cè)設(shè)備故障所引起。

2.2 設(shè)備連接不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)線路引起的故障

此類(lèi)故障主要是由管理軟件連接設(shè)備不當(dāng)引起。

處理方法：在業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行管理軟件SMOPORT，點(diǎn)擊連接設(shè)備，或直接用ping命令ping集成硬件控制器IP地址，來(lái)檢查網(wǎng)絡(luò)線路是否聯(lián)通；如果連接設(shè)備失敗或ping不通，表示設(shè)備IP地址錯(cuò)誤或綜合集成硬件控制器至業(yè)務(wù)電腦網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)故障。具體操作程序?yàn)椋孩贆z查室內(nèi)光電轉(zhuǎn)換器電源電壓是否正常，正常電壓值穩(wěn)定在13.0～15.0 V。電壓正常，檢查網(wǎng)線是否完好、各處RJ45接頭插接是否牢靠，網(wǎng)線主機(jī)網(wǎng)卡連接指示燈是否正常（正常情況下指示燈一個(gè)常亮，一個(gè)閃爍）。②觀察DPZ1硬件控制器面板上的數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈TΧ、RΧ工作狀態(tài)，不亮或常亮（RΧ不閃爍）都不正確，斷電重啟后狀態(tài)沒(méi)有改變，可能是光纖連接異常，需要檢查光電轉(zhuǎn)換模塊是否正常及光纖連接是否正確。③使用網(wǎng)線將筆記本電腦連接硬件控制器通信控制模塊，設(shè)備連接正常，表示硬件控制器以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖的網(wǎng)絡(luò)輸出總口和連接光電RJ45接口網(wǎng)線故障。如果連接異常，則是硬件控制器的通信控制模塊設(shè)備出現(xiàn)故障，更換對(duì)應(yīng)的硬件模塊。④個(gè)別要素?cái)?shù)據(jù)缺測(cè)。當(dāng)出現(xiàn)個(gè)別要素缺測(cè)，檢查分采機(jī)箱內(nèi)部接地是否連接良好。接地部分虛接會(huì)導(dǎo)致探測(cè)數(shù)據(jù)跳變較大，超出ISOS識(shí)別值會(huì)造成個(gè)別要素?cái)?shù)據(jù)缺測(cè)。

2.3 串口通信引起的故障

此類(lèi)故障多由串口驅(qū)動(dòng)軟件及串口配置信息錯(cuò)誤引起。

處理方法：①檢查驅(qū)動(dòng)軟件虛擬串口的安裝情況，虛擬串口信息在計(jì)算機(jī)—管理—設(shè)備管理器中可以查看，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)有一個(gè)黃色的感嘆號(hào)，代表驅(qū)動(dòng)沒(méi)有安裝成功或殺毒軟件造成的，需要重新安裝，安裝之前應(yīng)卸載SMOPORT軟件，清除串口信息。②comtonet、nettocom是控制數(shù)據(jù)收發(fā)的兩個(gè)服務(wù)，當(dāng)數(shù)據(jù)沒(méi)有收發(fā)時(shí)，需要檢查這兩個(gè)服務(wù)是否開(kāi)啟。網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)未啟動(dòng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法傳輸。③驅(qū)動(dòng)軟件SMOPORT能夠連接設(shè)備，需要檢查各觀測(cè)設(shè)備參數(shù)設(shè)置是否正確。由于觀測(cè)設(shè)備串口的通信工作方式存在不同（232／422／485），用SMOPORT查看觀測(cè)設(shè)備串口的通信工作方式設(shè)置是否正確尤為重要。通常情況下，正常運(yùn)行中自動(dòng)站各系統(tǒng)通信參數(shù)不會(huì)發(fā)生改變，此問(wèn)題的出現(xiàn)，多數(shù)是因人為操作失誤、重裝軟件、更換設(shè)備等操作引起的通信故障，需要注意對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查。

2.4 運(yùn)行環(huán)境引起的故障

此類(lèi)故障現(xiàn)象多表現(xiàn)為軟件沖突、IP地址沖突及通訊服務(wù)端口連接不正常等。

處理方法：①安裝過(guò)殺毒軟件的，檢查殺毒軟件是否把業(yè)務(wù)軟件中的文件當(dāng)成病毒進(jìn)行隔離。卸載殺毒軟件或要把ISOS測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件及相關(guān)通信等軟件添加到殺毒軟件信任區(qū)，同時(shí)關(guān)閉Windows防火墻，確保設(shè)備數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。②同一局域網(wǎng)內(nèi)只允許一臺(tái)電腦訪問(wèn)集成硬件控制器，當(dāng)一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)兩臺(tái)電腦同時(shí)安裝了驅(qū)動(dòng)軟件，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)收發(fā)異常。用ping命令ping硬件控制器IP地址，如果能ping通，但連接不上設(shè)備，應(yīng)確定局域網(wǎng)內(nèi)是否有IP地址沖突。檢查值班室內(nèi)計(jì)算機(jī)，尤其業(yè)務(wù)備份機(jī)上是否安裝管理軟件SMOPORT。如果安裝，禁用計(jì)算機(jī)上comtonet、nettocom控制數(shù)據(jù)收發(fā)的兩個(gè)服務(wù)或卸載管理軟件SMOPORT。③驅(qū)動(dòng)軟件SMOPORT能夠正常連接設(shè)備，但無(wú)數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)檢查設(shè)備端口8000與網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)兩端口4002、4004是否建立連接。使用netstat命令進(jìn)行測(cè)試，在dos狀態(tài)下，輸入netstat Χ.Χ.Χ.Χ（Χ.Χ.Χ.Χ 為集成硬件控制器 IP 地址）。端口4002、4004通信狀態(tài)為ESTABLISHED表示連接正常，否則連接不正常，需要更改硬件控制器IP地址。

2.5 綜合集成硬件控制器故障

此類(lèi)故障多主要是由電源模塊或設(shè)備硬件故障引起。

處理方法：①電源模塊故障造成數(shù)據(jù)缺測(cè)，設(shè)備正常工作狀態(tài)為硬件控制器的供電狀態(tài)指示燈PWR1、PWR2常亮。如果不亮，則可能為掉電狀態(tài)，需要檢查供電線路，用萬(wàn)用表測(cè)量供電電源的電壓是否正常，正常電壓值一般穩(wěn)定在13.0～15.0 V。如果供電電壓低于13 V，而單獨(dú)的電源控制器輸出電壓穩(wěn)定在13.0～15.0 V，則判斷為蓄電池故障，蓄電池的使用壽命為3年左右。②設(shè)備硬件故障主要有3種情況，即當(dāng)綜合集成硬件控制器正常運(yùn)行時(shí)，L1指示燈閃亮，如果不亮，則說(shuō)明其內(nèi)核系統(tǒng)工作異常，如按復(fù)位鍵或斷電重啟后仍不能解決，需要更換備件；光纖信號(hào)收發(fā)時(shí)，數(shù)據(jù)收發(fā)的指示燈TΧ、RΧ正常亮起，如果異常，則表示光纖連接出現(xiàn)問(wèn)題，需要檢查光電轉(zhuǎn)換器及光纖連接，查出故障點(diǎn)后，更換故障設(shè)備；當(dāng)接入綜合集成硬件控制器設(shè)備數(shù)據(jù)收發(fā)正常運(yùn)行時(shí)，R、T指示燈閃亮，如果數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)不亮，則需更換串口傳輸模塊。

2.6 觀測(cè)設(shè)備系統(tǒng)故障

此類(lèi)故障現(xiàn)象表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)軟件SMOPORT能夠連接，但觀測(cè)數(shù)據(jù)全部缺測(cè)或部分缺測(cè)。

處理方法：以降水現(xiàn)象儀采集數(shù)據(jù)正常、新型自動(dòng)站全部缺測(cè)為例，先查看新型自動(dòng)站接入綜合集成硬件控制器設(shè)備Port口R、T數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)指示是否正常，如果數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)不亮，則接入其他Port口試試，如果還是不亮，但新型站采集正常，可能是因?yàn)橛^測(cè)設(shè)備通信線纜短路、斷路造成的，需要用萬(wàn)用表檢查線路通斷。如果通信線路正常，直接用筆記本電腦通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線接入觀測(cè)設(shè)備，用串口調(diào)試助手與觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信；如果通信異常，即命令接收不正確或無(wú)返回結(jié)果，表示觀測(cè)設(shè)備故障。需要強(qiáng)調(diào)的是ISOS軟件為串行采集，降水現(xiàn)象儀、獨(dú)立能見(jiàn)度儀等接入集成硬件控制器的設(shè)備故障或斷電長(zhǎng)時(shí)間采集不到數(shù)據(jù)，將造成新型站數(shù)據(jù)缺測(cè)，影響Z文件的編發(fā)，需及時(shí)在ISOS軟件“參數(shù)設(shè)置”中取消該觀測(cè)項(xiàng)目的掛接，再進(jìn)行故障排除。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著氣象科技的快速發(fā)展，為了滿足精準(zhǔn)氣象服務(wù)的需要，越來(lái)越多的自動(dòng)化觀測(cè)設(shè)備投入業(yè)務(wù)使用。以DPZ1型綜合集成硬件控制器為核心的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，整合多種設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸，集約化程度高、擴(kuò)展性強(qiáng)，能很好地滿足這一需求。但作為通訊傳輸設(shè)備，在業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程中，或多或少地會(huì)出現(xiàn)一些故障。因此，氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)人員應(yīng)熟悉其工作原理及流程，掌握必要的故障分析與處理方法，當(dāng)自動(dòng)氣象站通信傳輸系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能快速分析其原因，及時(shí)處理故障，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的正常傳輸。