新型自动气象站结构系统及故障分析
摘 要：新型自动气象站主要针对现阶段及未来数年内对地面气象探测业务的需求而专门设计，其融入了大量的新技术、新方法，是一种多功能、综合性的气象观测系统，与老型号的自动气象站相比，新型自动气象站的观测精度、数据处理能力、综合应用能力等均有大幅提升。本文以DZZ4自动气象站为例，分析其系统结构，并对其常见故障及处理方法进行分析。
关键词：结构系统;自动气象站;故障分析
与老型号的自动气象站相比，新型自动气象站的观测精度、数据处理能力、综合应用能力等均有大幅提升，其实现了观测数据的自动化、连续化，将人为误差的影响降至最小范围，大大提高了气象资料的代表性、准确性及比较性。不过自动气象站在运行过程中如果发生各类故障，则会影响观测数据的可靠性，因此日常工作中除了要加强气象站的维护保养外，还要掌握各类故障现象，以便及时排除。
1、DZZ4自动气象站系统结构
DZZ4自动气象站主要结构包括主采集器、外部总线、分采集器、传感器、外围设备等，其中主采集器系统为核心系统，根据不同的观测需要配置对应的分采集系统。DZZ4型自动气象采集器包括1个主采集器及数个分采集器，采用CAN总线技术实现各采集器之间的连接，现场只需接入新的分采集器及传感器，即可实现系统的扩展，满足不同的监测需求变化。DZZ4新型自动气象站所采用的传感器主要包括模拟传感器、数字传感器、智能传感器等。
此外，DZZ4型自动气象站的系统软件包括2大部分，即嵌入式系统软件及业务应用软件，其中前者的主要作用是对嵌入式系统及外部设备的运行进行控制;而业务应用软件则安装于系统中的各个终端，主要作用是对整个自动气象站系统的运行进行监控，并采集处理观测数据，定时上传各类观测数据文件等。
2、新型自动气象站的`故障分析
2.1 传感器故障
自动气象站需要通过各种传感器来收集观测数据，因此传感器发生故障会对测量精度产生直接影响，而传感器故障主要包括以下几种：雨量传感器故障：主要表现为小雨时雨量值为0，或雨量值偏小。这种情况下要先检查雨量线是否正常，或者干簧管、磁钢等受到损坏，如果是则予以更换;如上述2种原因均可排除，则可能是雨量传感器漏斗、翻斗或滤网堵塞，翻斗定位螺钉松动，受到雷击后电路板发生故障。风向风速传感器故障：针对这种情况要先检查连接线缆是否松动，如发现实际风向与采集器风向数据误差较大，则要检查风向传感器上的指北针;如风速数据偏小或静风频率较高，可能是由于传感器轴承受到磨损，或进入尘埃，启动风速偏大或不灵活，针对这种情况需及时更换轴承，或更换新的传感器。气压传感器故障：先检查系统供电电压及气压传感器的数据插口是否牢靠，可用替换气压传感器的办法排除故障。
2.2 采集器故障
采集器是自动气象站的核心，其主要作用是进行数据的采集、处理、存储及传输。一般情况下，采集器的常见故障包括计算机无法接收采集器的数据、监控软件或计算机长时间运行导致死机、软件参数设置有问题、采集器芯片工作异常、采集器主板被破坏等，这些均会对采集器的正常运行产生影响。如果采集器发生故障，则要先检查采集器的接口，要保证接口没有在采集器或计算机移动时松动;计算时或某个软件长时间持续运行，可能会发生死机的问题，此时只需重启计算机或软件即可;针对软件参数设置不正确的问题，则要根据实际的工作情况重新设置参数，完成设置后再重启监控软件即可;如果计算机或电脑串口发生故障，则要将故障部件及时替换;此外，采集器无法正常工作的话，先将采集器的数据归零，再重新启动即可;采集器主板被破坏，则需及时更换或维修。
2.3 业务计算机故障
与嵌入式系统相比，业务计算机的故障率相对较高，故限于篇幅此处仅介绍业务计算机故障，其主要有以下几个方面：通信故障，计算机与现场自动气象站无法实时通信，则可能发生通信故障，需要检查电缆及系统的通信模块，确保其处于正常状态;检查业务软件的通信串口，保证串口配置的合理性，如果故障仍然无法排除，则要由生产厂家进行维修;需要注意一点，即设置计算机时不能设置为“系统待机、休眠及关闭硬盘时间”，而要将状态设置为“从不”，以免影响到业务软件正常接收数据文件;业务软件故障主要表现为异常退出，可先重启，如果没有反应，则可重新安装，仍然无法解决，需厂家维修;操作系统故障可能是由于系统感染病毒所致，此时可在备份数据后通过“一键恢复”重启，重装操作系统，并重新安装各类业务软件。
3、结 语
要保证自动气象站工作的稳定性、测量数据的精确性，除了要及时排除故障外，日常工作中设备仪器的巡视与维护也十分重要，保证仪器处于良好的工作状态，发现故障后要仔细分析故障原因，采取合理、有效的解决办法。在无法排除故障的情况下，必须通知专业技术人员进行处理，以保证自动气象站运行的稳定性。
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