李砚燕
甘南藏族自治州夏河县气象局747100
摘要：随着气象事业蓬勃发展，现代气象业务对综合气象观测提出了更高的要求，目前现有自动气象站在观测能力上存在着严重不足，同时技术落后，功能规格不统一，致使型号繁多。当今现代电子测量和控制技术得到快速发展，我国近十年来地面气象观测站网大量使用自动气象站和自动气候站考核取得了许多成功的经验，为实现具备多功能、全要素、统一型号的新型自动气象站提供基础。
关键词：新型自动站；技术应用；故障处理
新型自动气象站具有数据处理速度快，数据处理功能强，数据存储量大，并采用文件系统存储记录数据，增加了数据质量控制信息。并按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路，做到各部件或模块互换的自适应，形成统一型号的新一代自动气象站，达到满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要。
一、新型自动气象站优越性
这种新型自动气象站不管是在设计上，还是在应用技术上，相对于传统自动气象站而言，具有较为明显的优势，主要表现为以下两个方面：
第一，设计观念上的优越性。基于统一要求所进行的设计，在使用中有利于设备的管理以及技术的保障。在设计时，对于仪器设备与生产中的相关内容予以了明确的规定，并提供了统一元器件以及相关的技术图纸，以便于后期维修工作的实施。
第二，技术性能上的优越性。所用的这一主处理器为最新的，且功能更为强大，同时还内嵌了相应的Linux操作系统，采用了当前最为先进的一种总线系统，完善了自动气象站的功能。此外，还构建了相应的质量控制体系以及完备算法，相对于以前的自动气象站而言，这种新型自动气象站的存储能力得到了很大的提升，有效降低了探测资料的缺失率，强化了其防护能力，确保了自动气象站运行的安全性与可靠性。
二、新型自动气象站应用到的新技术
在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术，即：嵌入式系统技术和外部现场总线技术。
1.嵌入式系统技术
嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心处理器，嵌入操作系统，配置相关的外围组件，构成单板电脑系统。高性能的CPU一般是指32位CPU，包括：ARM7系列、ARM9系列以及现在比较新的ARMCortexM3系列或其他系列CPU等。操作系统嵌入实时性比较好的操作系统，一般可以嵌入：C/OS-II、FreeRTOS、Clinux等。
以上操作系统的特点是：实时性比较好，规模相对比较小，所需要的硬件资源也不大。但功能相对简单一点。
外围部件配置基本上按照标准电脑的部件配置，包括：Flash存储器、RAM存储器、CF卡（或SD卡）存储器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。
嵌入式系统的数据综合处理能力非常强大，在新型自动站系统中引入了嵌入式系统，可以大大提高自动气象站的数据处理能力，使很多复杂的数据分析、处理计算功能在数据采集器端得以实现。
2.外部总线技术
外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元，并完成数据传输、通讯处理功。外部总线的功能就是实现多个数据处理控制、数据处理单元之间的数据通讯；外部总线的的电气结构要求简单，而且数据传输要稳定可靠。
目前，在实际应用中外部总线的方式有很多种，使用最多的是RS485方式和CAN总线方式，另外应用比较多的还有SDI-12方式。要想外部总线的结构简单、而且数据传输可靠，基本上都是采用差分信号方式传输，所以数据传输只需要两根线。RS485和CAN总线都是采用两根线进行数据传输。因为是传输差分信号，所以采用双绞线跟有利于提高信号传输的可靠性。
三、新型自动气象站常见故障的分析及处理
1.新型自动气象站气象要素数值发生异常
新型自动气象站在正常运行的过程中，某些气象要素数值通常会出现异常。如果出现这种状况，可以先假设该要素的传感器出现了问题，直接检查传感器。如果没有特殊的原因，传感器很少会出现自然损坏的状况，大部分的故障问题都是由于传感器的不正当维护引起的。通常可以采用以下方式对故障进行检查和处理。
（1）首先要对故障传感器进行检查，判断其信号电缆接头是否牢固相接，尤其是要判断采集器的接口处是否出现虚接的情况。如果出现这种情况需要重新进行插拔，观察能否有效消除异常现象。
（2）如果风数值出现异常情况，当风向保持不变，风速为0：00，可结合实际天气状况，查看风向传感器是否被冻住。
（3）如果雨量值出现异常，可以先对雨量筒进行检查，判断其是否堵塞，还要检查翻斗是否能够正常翻动。
（4）如果地温值出现异常，需要对地温传感器的安置状况进行检查。
（5）蒸发量的数值发生异常时，要先对蒸发器内的水位进行检查，看这一数值是否位于蒸发传感器的最高水位线与最低水位线之间。当有较大降水量发生时，还要尤其注意检查蒸发器是否会出现溢流的情况。
2.新型自动气象站无法正常下载数据或者该气象站无法正常打开
如果新型自动气象站出现无法正常下载数据或该气象站无法正常打开等异常状况，通常存在着以下几种常见的原因：
（1）采集器无法正常工作。通常可以通过采集器工作状态的指示灯来判断其是否能够正常工作。采集器在正常工作的情况下，其系统的运行指示灯为秒闪。如果采集器不能正常工作，可以先对计算机或采集器进行重启，再判断是否能够将故障排除。对采集器的供电系统进行判断，判断其是否正常工作，判断空气开关是否跳开及该系统的工作电压是否偏低等。如果采集器出现故障，将会对整个采集程序的正常运行产生严重影响。在这种情况下，要先拔下位于采集器上的所有传感器的插头，只保留供电端，之后再进行重启，查看采集器是否处于正常工作状态。如果采集器正常工作，需要再将传感器的插头依次插上，进而判断出具体是由于哪一个传感器而引起的故障。
（2）受软件设置出现错误等因素的影响，使采集器不能正常工作。这种情况下，要对新型自动气象站的参数设置进行仔细检查，判断其是否正确设置。尤其要注意检查气象站的通讯接口与计算机串口端口号之间的连接是否一致，这一步骤通常使用计算机系统中的设备管理器来进行查看。
（3）通讯线路的故障问题使其无法正常连接到自动气象站。在日常的气象业务工作中，通讯线路通常会被受到雷击及其他原因的影响而在串口隔离器上出现故障。在这种情况下，可以将2个串口隔离器同时去除，并直接使2个口对接，如果能够正常传输，表明串口隔离器已经被损坏，在这种情况下应该及时更换。
结束语
目前，新型自动气象站已经在我省得到了广泛的发展与应用，新型自动站核心是提高预报预测准确率，根本是增强防御和减轻气象灾害的服务能力，从而保障综合气象观测系统数据的准确，进一步的提高了预报预测的准确率和服务能力，在气象防灾减灾方面扮演着重要的角色。
参考文献：
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作者简介：
王红兴（1970-），女，汉族，河南新密人，本科，工程师，从事地面测报工作。