晁紅艷，袁志強

(1.青海省海北州氣象局，青海 西海 810299；2.成都信息工程大學，成都 610000)

1 引言

截至2018年初，青海省已建成543個區(qū)域自動氣象站，其中超過40%的區(qū)域自動氣象站是江蘇無線電科學研究所有限公司研發(fā)的ZQZ-A系列自動氣象站(以下稱無錫系列自動氣象站)。無錫系列自動氣象站一般采用宏電GPRS DTU(Data Terminal unit)和CDMA DTU模塊進行數據傳輸，其中多數是采用H7118C產品，該產品利用運營商的GPRS/GSM無線網絡，為客戶終端設備和數據服務中心搭建起一條無線通信鏈路，客戶可基于該無線通信鏈路傳輸數據。近年來，由于無線通信技術的快速發(fā)展及智能手機的廣為使用，中國移動和中國聯(lián)通積極發(fā)展3G/4G技術，好多基站壓縮了2G通道，江蘇省無線電科學研究所有限公司又推出了既支持中國移動和中國聯(lián)通GSM 2G的GPRS無線信號，又支持3G(WCDMA/TD-SCDMA)、4G(TD-LTE)無線信號的WUSH-8118、WUSH-9118通用通信模塊。區(qū)別于中國華云技術開發(fā)公司CAWS系列自動氣象站將通訊模塊和采集器集成在一起的方式，無錫系列自動氣象站將采集器和通信模塊單獨使用(模塊通過采集器自帶的連接扁線與采集器串口相連接)，其優(yōu)點是采集器和通信模塊可以單獨維修，任何部件損壞后更換相應部件即可。但是，在使用通信模塊前需對其進行單獨參數配置。

2 H7118C通信模塊配置方法

2.1 利用計算機進行設置

2.1.1 連接 將H7118C型GPRS模塊連接到計算機的串口，暫不要接通其電源。連接好模塊外接天線(避免在模塊工作啟動時，阻抗失配燒毀模塊)，利用“超級終端”進行設置。

2.1.2 參數設置 選擇與H7118C相連的串口號，并對其進行通信參數設置，該通信參數是保證計算機與通訊模塊之間的通信。其中波特率置為57600、數據位置為8、奇偶校驗置為無、停止位置為1、數據流控制置為無。

2.1.3 上電 將光標移到超級終端的編輯區(qū)內，按住空格鍵，同時給H7118C上電，直到出現H7000 DTU 管理工具(2.6.0 C)界面時松開空格鍵。

2.1.4 進入主菜單 鍵入H或？會顯示如(圖1)所示幫助信息。

2.1.5 配置通信模塊參數 主要是對DTU的數據終端單元、數據服務中心DSC和用戶串口進行配置。鍵入C，進入配置菜單，這時會要求你輸入密碼，密碼為1234，后續(xù)按照菜單信息進行相應配置。數據終端單元設置中“DTU 身份識別碼”指的就是站點的ID，每個站點都有唯一的ID號，該ID號與中心站的ID是對應的。數據服務中心DSC中“DSC IP地址”就是中心站服務器IP地址?！癉SC通訊端口”就是中心站服務器端口號。串口設置(此處的串口設置是保證通信模塊同采集器之間的通信)方面，ZQZ-BH類型的采集器其波特率為9600、數據位為8、校驗位為無、停止位1、流控制為無流控；其它類型的采集器其波特率為4800、數據位為8、校驗位為偶校驗 、停止位為1、流控制為無流控。

2.1.6 參數保存 修改完成后鍵入r，并選擇Y保存設置。

2.2 利用遠程修改工具進行設置

遠程修改工具“無線數據中心演示系統(tǒng)dsc_demo_4.exe”參數修改軟件必須在中心站服務器上操作運行。關閉中心站軟件，打開“dsc_demo_4.exe”，在“設置→服務設置”中把服務端口改為中心站軟件相對應的UDP端口號。選擇“控制”→“啟動服務”，在“終端登陸號碼”中選中需要修改的臺站的ID號。選擇“DTU管理”→“遠程參數設置”，選擇需要修改的臺站ID號。勾選需要修改的參數，即可對該參數進行修改。修改操作完成后，點擊“設置”。如果成功會返回成功信息。無返回信息請退出后重新打開該軟件重新操作。得到成功信息后，點擊“重啟”，模塊會在新的參數下運行(圖2)。

圖1 H7118C通訊模塊配置界面 圖2 H7118C通訊模塊遠程配置界面Fig.1 H7118C communication module configuration interface Fig.2 remote configuration interface of H7118C communication module

3 WUSH-9118通用通信模塊設置方法

3.1 利用計算機進行配置

WUSH-9118通用通信模塊配置方法與WUSH-8118類同，其方法如下：

3.1.1 模塊連接 模塊外接天線，以避免在模塊工作啟動時，阻抗失配燒毀模塊。打開“WUSH-9118參數配置”文件下的“DTU工具盒”軟件；出現(圖3)界面時，使用WUSH-9118模塊配置線將電腦和WUSH-9118模塊相連；等待出現(圖4)界面，表示已經成功連接模塊。

圖3 DTU工具盒軟件啟動界面Fig.3 DTU tool box software startup interface)

圖4 WUSH-9118模塊設置界面Fig.4 wush-9118 module setting interface

如連接失敗或連接時間較長，進入參數配置界面，確認串口是否設置正確，點擊左上角的“COMX-9600”打開串口參數配置界面，選擇與WUSH-9118模塊相連的串口號后完成對通信串口參數的設置，保存并關閉串口參數配置界面(波特率參數為9600、數據位為8、校驗位為無、停止位1、流控制為無流控，默認登陸密碼為admin)。

3.1.2 模塊設置 根據圖4，點擊“設置參數”按鈕進行相應參數設置?！癉TU 身份識別碼”、“DSC的 IP地址1”、“DSC的端口1”、“串口設置”與2.1.5中介紹的參數配置方法相同。

3.2 利用手機進行簡單配置

使用計算機配置通信模塊時需要電源線和數據線合二為一、且采用交流電帶直流轉換器的專用的連接線來對通信模塊進行單獨供電，因此，在野外受交流電條件的限制下，可利用手機短信進行簡單的參數配置。

3.2.1 模塊檢查網絡 將采集器和通訊模塊連接好、連接模塊外接天線并檢查無誤后，放入有效的SIM卡。給采集器正常供電后，模塊上PWR指示燈常亮。模塊 DATA 燈閃爍表示模塊有數據的輸入和輸出，NET燈常亮表示模塊已經找到網絡，能與終端服務器進行通訊工作。

3.2.2 參數配置 編輯短信發(fā)送給SIM卡號，利用手機上返回的信息指令來判斷設置狀態(tài)。短信格式為：adminset:。模塊成功配置參數后，會返回“DTU set param successes”，如果配置不成功，返回“DTU set param failed”，參數確認修改完后，發(fā)送短信“RESET”，讓通訊模塊進行重啟。例如：修改通道1的IP地址和端口，編輯短信adminset: ip1=220.167.220.30，port1=5002。目前只能用短信修改DTU身份識別碼、DSC IP和本地通訊端口3個參數。

4 兩款通信模塊的使用差異

4.1 配置媒介和配置環(huán)境不同

H7118C配置是通過計算機自帶的“超級終端”進行配置，而WUSH-9118模塊設置是采用特定軟件“DTU工具盒軟件”進行配置。因此，H7118配置是采用引導菜單和命令進行配置，而WUSH-9118模塊是采用選擇式菜單進行配置。相對而言，WUSH-9118模塊的配置界面更加交互式、更加可視化。

4.2 支持的網絡信號不同

H7118C模塊只支持移動或聯(lián)通網絡2G信號，因此在使用上要根據站點所在地的網絡信號，選擇相應的模塊和SIM卡。而WUSH-9118通用通信模塊支持中國移動和中國聯(lián)通GSM 2G的GPRS無線信號的同時，也支持3G(WCDMA/TD-SCDMA)、4G(TD-LTE)無線信號。

4.3 與計算機之間的通信參數不同

H7118C模塊波特率為57600，而WUSH-9118模塊波特率為9600。

H7118C模塊不支持短信參數修改配置。

5 通信模塊故障排除方法

在日常工作中要隨時關注模塊運行情況，熟悉模塊各指示燈含義及工作狀態(tài)，掌握必要的工具和經驗，快速判斷出故障部位，及時排除故障。

5.1 目測法

故障出現后，首先用目測法來判斷模塊運行狀況，如模塊是否外部損毀，SIM卡座是不是松動。在實際工作中，曾遇到過模塊因受雷擊燒毀的現象。

5.2 指示燈判斷法

通訊模塊有3個指示燈。指示燈全不亮，此時應該檢查供電是否正常，通信模塊供電線路是和傳輸數據一起的扁線連接在一起?？捎萌f用表來測量是否供電電壓不足，若低于12 V時不能啟動通信模塊工作。正常情況下NET燈為網絡指示燈，應常亮，若不正常，應檢查SIM卡是否正常，是否失效或欠費或未安裝好或未實名認證；PWR燈應每隔8 s閃爍一次；DATA燈只有在收發(fā)數據時候才進行閃爍。在現場進行故障排查時，應關注各類指示燈的運行情況。

5.3 數據分析法

2012年2月，門源東川區(qū)域站(X4010站)出現比較有規(guī)律的掉線現象，表現為23時至11時資料缺失。首先進行蓄電池蓄電能力排查，技術人員于早晨太陽照到太陽能板前測量蓄電池的電壓，結果為13.8 V，太陽能控制器蓄電池電壓指示燈和負載狀態(tài)指示燈均為顯示正常，因此排除蓄電池故障。其次在掉線期間讀取采集器數據，排除采集器故障。多次測試后最終將故障鎖定為H7118GPRS通信模塊因低溫而故障。

5.4 替換法

這種方法簡單易行，配置一塊通訊模塊來替換原有的模塊，若傳輸故障解決，則說明原有模塊已經故障。

5.5 異地測試法

一是將疑似故障的模塊拿到能正常運行的區(qū)域自動站上測試；二是直接采用12 V直流電供電情況下，放置在移動車輛上邊走邊持續(xù)觀察指示燈。第二種方法是在“替換法”失效的情況下采取的一種辦法，多數是用來診斷網絡信號的問題，對H7118C模塊而言還可以判斷當地移動基站是否關閉了2G信號通道。2014年7月，祁連縣阿柔鄉(xiāng)區(qū)域自動站(X4007站)出現傳輸故障，PWR燈每隔5 s閃爍一次，更換多個通信模塊均無法排除故障。最終通過蓄電池給模塊供電后放置在移動車輛上邊走邊持續(xù)觀察指示燈，在離該區(qū)域站5 km外，PWR指示燈應變?yōu)檎５拿扛? s閃爍一次。與當地移動運營商聯(lián)系檢查該區(qū)域自動站所處的基站參數，發(fā)現駐波比過高，調整基站參數后故障得到排除。因此，由于2G信號通道關閉或信道變窄而導致通信模塊無法正常工作的情況是較常見的。

6 結語

區(qū)域自動氣象站在采用無線傳輸方式時，數據傳輸正常與否直接關系到區(qū)域自動站的傳輸時效，也關系到對災害性天氣的監(jiān)測預警。傳輸數據的通信模塊的參數是否設置正確，模塊性能是否良好，當地網絡信號是否正常是關系通信模塊能否正常工作的三大要素，任何一個故障都會影響站點正常運行。因此，業(yè)務人員在工作中要熟悉各種通訊模塊的配置方法，同時要對不同類型的故障不斷總結分析，以提高維護保障實效，進而提高區(qū)域自動氣象站的運行效率。