摘 要：2019年起，國家地面氣象觀測站開展氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)改造，正式開展業(yè)務(wù)運(yùn)行?；谘b備保障科目設(shè)計(jì)的設(shè)備安裝、調(diào)試、故障診斷與排除、直連調(diào)試等題目，分析安裝在DZZ4、DZZ5型自動氣象站的2種氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)考點(diǎn)，為廣大縣級綜合氣象業(yè)務(wù)人員開展新技術(shù)、新方法的學(xué)習(xí)提供參考。

關(guān)鍵詞：氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)；競賽；調(diào)試

中圖分類號：P414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–00-03

氣象行業(yè)職業(yè)技能競賽是與氣象行業(yè)業(yè)務(wù)緊密相關(guān)的職業(yè)技能競賽，競賽內(nèi)容伴隨氣象行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展不斷豐富，在第十一、十三、十五屆全國氣象行業(yè)職業(yè)技能競賽“技術(shù)保障”科目考試中，先后增加了綜合集成硬件控制器、前向散射能見度儀、降水現(xiàn)象儀、光電式數(shù)字日照計(jì)等設(shè)備的技能測試，貼合臺站業(yè)務(wù)工作實(shí)際，以賽促學(xué)、以賽促建，引導(dǎo)廣大縣級綜合氣象業(yè)務(wù)人員提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和基本技能。

基于此，以河北省氣象局第四屆省氣象技術(shù)裝備保障業(yè)務(wù)技能競賽為例，其率先將氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)納入競賽系統(tǒng)。參考競賽組織傳統(tǒng)，從設(shè)備安裝、調(diào)試、故障診斷與排除、直連調(diào)試等方面入手，分析DZZ4、DZZ5型自動氣象站配套的2種氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)在裝備保障競賽科目中的考點(diǎn)和存在的差異，為氣象業(yè)務(wù)人員提高業(yè)務(wù)技能水平提供參考。

1 氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)分為氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（包括三支氣溫傳感器、氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器等）和降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（包括3個(gè)翻斗式雨量傳感器、降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器等）[1]。新配備的2支氣溫傳感器和2個(gè)翻斗式雨量傳感器與前期業(yè)務(wù)運(yùn)行的自動氣象站標(biāo)配的氣溫、翻斗式雨量傳感器完全一致。通過氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，解決現(xiàn)行自動氣象站氣溫雨量傳感器出現(xiàn)故障導(dǎo)致氣溫、雨量數(shù)據(jù)異?；蛉睖y的問題，確保氣溫、雨量數(shù)據(jù)的完整性和可用性，提高自動化程度，減輕人工維護(hù)工作量[2]。

2 競賽題目分析

2.1 設(shè)備安裝

傳感器安裝：氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的3支氣溫傳感器安裝在溫濕度支架的位置要正確，溫度Ⅰ在正東，溫度Ⅱ在正北，溫度Ⅲ在正南，安裝完成后的三支溫度傳感器感應(yīng)部位與濕度傳感器感應(yīng)部位應(yīng)齊平[3]。降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中單個(gè)雨量傳感器安裝要點(diǎn)不變，在既考察安裝技能又兼顧考試時(shí)間的要求上，可將降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器上的3個(gè)雨量端子并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)接入一個(gè)翻斗雨量傳感器模擬3個(gè)雨量傳感器數(shù)據(jù)的效果（圖1）。

線纜連接：DZZ4型溫雨標(biāo)準(zhǔn)控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network，CAN）線分別接入主采集器下“溫度（CAN）”“CAN”航空插頭，2個(gè)航插型號相同均可以接入，交叉接錯(cuò)雖不影響數(shù)據(jù)傳輸，但應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)接入正確位置；DZZ5型溫雨標(biāo)準(zhǔn)控制器CAN線分別接入“溫濕分采”“CAN總線”航空插頭，雖然2個(gè)航插型號相同均可接入，但因2個(gè)控制器供電走線不同，交叉接錯(cuò)后降水標(biāo)準(zhǔn)控制器可以運(yùn)行，氣溫標(biāo)準(zhǔn)控制器則無供電不能運(yùn)行，故應(yīng)避免接錯(cuò)。

2.2 終端調(diào)試命令

升級氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)后，自動站終端調(diào)試命令發(fā)生變化，例如：下載分鐘常規(guī)觀測數(shù)據(jù)的返回索引由45位變?yōu)?7位，降水量數(shù)據(jù)由2組變?yōu)?0組，依次為分鐘降水量傳輸值、小時(shí)累計(jì)降水量傳輸值、分鐘降水量、小時(shí)累計(jì)降水量、分鐘降水量、小時(shí)累計(jì)降水量、分鐘降水量、小時(shí)累計(jì)降水量、分鐘降水量融合值、小時(shí)累計(jì)降水量融合值；氣溫?cái)?shù)據(jù)由1組變?yōu)?組數(shù)據(jù)，依次為氣溫傳輸值、氣溫1、氣溫2、氣溫3、氣溫融合值。DZZ4站讀取采樣數(shù)據(jù)時(shí)返回?cái)?shù)據(jù)中溫度雨量數(shù)據(jù)為每分鐘更新一次。而DZZ5站讀取主采集器的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)時(shí)，因返回?cái)?shù)據(jù)中的溫雨數(shù)據(jù)缺測，故需分別使用三溫分采集器和三雨分采集器實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)，讀取溫雨采樣值。

2套設(shè)備均新增了調(diào)試命令：讀取氣溫融合控制器工作狀態(tài)命令、讀取降水融合控制器工作狀態(tài)命令、設(shè)置或讀取氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器融合閾值命令、設(shè)置或讀取氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器偏差閾值命令、設(shè)置或讀取降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器偏差閾值[4]。新增內(nèi)容一般在競賽中會重點(diǎn)考察，需要掌握命令的讀取、設(shè)置、返回值含義解釋等。2套設(shè)備通用的命令在使用時(shí)存在一些差異（表1）。

2.3 故障診斷與排除的差異

溫雨標(biāo)準(zhǔn)控制器均有指示燈，正常運(yùn)行時(shí)，DZZ4站溫雨標(biāo)準(zhǔn)控制器系統(tǒng)運(yùn)行指示燈紅燈秒閃、接收數(shù)據(jù)指示燈長綠、系統(tǒng)錯(cuò)誤指示燈熄滅；DZZ5站溫雨標(biāo)準(zhǔn)控制器接收數(shù)據(jù)指示燈綠燈快閃、發(fā)送數(shù)據(jù)指示燈紅燈跳閃較快、系統(tǒng)運(yùn)行指示燈長綠。指示燈異?？梢耘袛嘣O(shè)備故障。競賽中2套設(shè)備故障診斷和排除的考點(diǎn)設(shè)置一般相同，可分為硬件故障和軟件故障。

硬件故障：供電故障時(shí)，指示燈熄滅。通信故障時(shí)，指示燈閃爍異常?？梢栽O(shè)置的故障有通信H、L線纜絕緣、交叉、供電線絕緣、主采和控制器端子故障等。

軟件故障：使用調(diào)試命令設(shè)置，盡量使用2套設(shè)備通用的命令設(shè)置故障。

2.4 直連調(diào)試

2套氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器均配備有調(diào)試口，通過直連線連接至綜合硬件集成控制，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備直連調(diào)試。以氣溫標(biāo)準(zhǔn)控制器為例，直連方法見圖2、表2。

除上述通用的命令，2套設(shè)備還有一些單獨(dú)適用的命令。

DZZ4站溫雨控制器直連命令：設(shè)置或讀取各傳感器狀態(tài)，讀取時(shí)，分別返回“1111000”（溫度）“0000111”（雨量）。設(shè)置或讀取標(biāo)準(zhǔn)控制器中翻斗雨量傳感器的配置參數(shù)：雨量標(biāo)準(zhǔn)控制器讀取時(shí)，可返回3個(gè)雨量傳感器的配置參數(shù)，可單獨(dú)設(shè)置成功；氣溫標(biāo)準(zhǔn)控制器讀取時(shí)使用，可返回3個(gè)氣溫傳感器、一個(gè)濕度傳感器的配置參數(shù)，可單獨(dú)設(shè)置成功；設(shè)置或讀取氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器中氣溫傳感器測量范圍值、設(shè)置或讀取標(biāo)準(zhǔn)控制器中各要素質(zhì)量控制參數(shù)，均可讀取或設(shè)置。

DZZ5站溫雨控制器直連命令：設(shè)置或讀取設(shè)備的服務(wù)類型、設(shè)置或讀取設(shè)備日期與時(shí)間、設(shè)置或讀取設(shè)備主動模式下的發(fā)送時(shí)間間隔、設(shè)置握手機(jī)制方式、歷史分鐘數(shù)據(jù)下載，上述命令設(shè)置時(shí)，命令與參數(shù)之間需使用半角逗號隔開；設(shè)置或讀取氣壓傳感器海拔數(shù)值、設(shè)置或讀取氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器融合閾值、設(shè)置或讀取氣溫多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器偏差閾值、設(shè)置或讀取降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制器偏差閾值、設(shè)置或讀標(biāo)準(zhǔn)控制器中翻斗雨量傳感器的配置參數(shù)、設(shè)置或讀取傳感器測量修正值。上述命令設(shè)置時(shí)，命令與參數(shù)之間使用空格隔開，在溫雨控制器均可使用，但命令應(yīng)與控制器型號對應(yīng)，否則設(shè)置成功無意義。設(shè)備自檢狀態(tài)、獲取系統(tǒng)時(shí)間命令等讀取命令也可使用。

3 結(jié)束語

DZZ4、DZZ5型自動氣象站的2種氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)作為新增的觀測設(shè)備，豐富了裝備保障競賽內(nèi)容，對業(yè)務(wù)人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)提出了更高的要求。2套設(shè)備在安裝、調(diào)試命令、故障診斷、直連調(diào)試等題目中均存在一些差異，通過總結(jié)歸納2套設(shè)備的操作異同，為縣級綜合氣象業(yè)務(wù)人員開展應(yīng)用和學(xué)習(xí)提供參考。值得注意的是，上述調(diào)試命令可能會受到主采集器和氣溫雨量多傳感器標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)嵌入式軟件升級的影響，產(chǎn)生新的差異，業(yè)務(wù)人員需持續(xù)關(guān)注設(shè)備升級信息。

參考文獻(xiàn)

[1] 李昌興.地面氣象自動觀測規(guī)范[M].第一版.北京：氣象出版社，2020.

[2] 中國氣象局氣象探測中心.新型自動氣象站實(shí)用手冊[M].北京：氣象出版社，2016.

[3] 張瑞，蒲小蘭，周宇.淺談多傳感器融合技術(shù)在氣象觀測中的應(yīng)用[J].中低緯山地氣象，2022，46（2）：118-120.

[4] 張遠(yuǎn)洪，黃菁，古書鴻，等.Dsc1稱重式降水傳感器與降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)對比分析[J].中低緯山地氣象，2022，46（4）：109-112，116.