黑龍江省土壤水分自動觀測站運行監控平臺功能簡介

侯飆，隋丹

（黑龍江省大氣探測技術保障中心,黑龍江哈爾濱 150030）

黑龍江省土壤水分自動觀測站運行監控平臺功能簡介

侯飆，隋丹

（黑龍江省大氣探測技術保障中心,黑龍江哈爾濱 150030）

1 引言

黑龍江省從2010年開始陸續建成土壤水分站62個，站點位于全省多個地市縣，觀測站多處于農田和大地等場所，設備容易受到自然環境和人為因素的影響，造成土壤水分自動觀測站精密部件的老化或損毀。土壤水分自動觀測是新的項目，設備還處于試運行階段，出現的故障率較高，目前保障工作都由省級業務人員完成，面對故障率高和站點分布廣的情況，省級保障部門需要一套完整的監控和保障機制。為此，建立了土壤水分自動站運行監控平臺。

土壤水分監控平臺的建立可方便土壤水分觀測站的設備保障工作，提高維護維修的時效性，讓設備穩定有效的運行，保證所獲得的土壤水分數據穩定可靠，使數據具有高質量和代表性，使業務人員發現設備故障以后有據可依，分析異常數據，尋找原因，提出解決方案。

該項目的完成可填補土壤水分監控業務的空白，土壤水分運行監控平臺可實時監控全省62個自動土壤水分觀測站的運行情況，然后用直觀的序列圖顯示，統計各個臺站的月運行率和年運行率。如臺站發生故障，該平臺可分析判斷設備故障類型，將故障類型在序列圖上顯示出來，讓省級保障人員根據站點的故障類型來確定相關維修方案。

2 系統開發環境

運行監控前臺采用微軟公司的C#語言編寫，C#是微軟公司在2000年6月發布的一種編程語言，是一種最新的、面向對象的編程語言。它使得程序員可以快速地編寫各種基于Microsoft.NET平臺的應用程序，Microsoft.NET提供了一系列的工具和服務來最大程度地開發利用計算與通訊領域。

運行監控系統的后臺采用微軟公司的SQL Server 2000的數據庫建立，SQL Server 2000是Microsoft公司推出的SQL Server數據庫管理系統的一個版本。該版本繼承了SQL Server 7.0版本優點的同時又增加了許多更先進的功能，具有使用方便,可伸縮性好與相關軟件集成程度高等優點，可跨越從運行Microsoft Windows 98的膝上型電腦到運行Microsoft Windows 2000的大型多處理器的服務器等多種平臺使用。

3 系統的結構與實現

系統主要由兩部分組成，前臺為運行監控主界面，后臺為土壤水分自動站數據庫。

3.1 系統開發原理

運行監控主界面的序列圖，每一個時次的節點都與自動土壤水分站所發送的數據相對應。系統分析自動土壤水分站小時數據里每一層傳感器所獲得的數據，來判斷自動土壤水分站的運行情況，然后通過序列圖顯示出來。系統是通過檢索土壤水分站數據庫里的報警信息來判讀土壤水分站故障情況。

土壤水分站數據庫里的報警信息可以分為以下3個方面。

3.1.1 頻率值都為-3

連接土壤水分探測器和采集器箱4芯電纜被老鼠咬斷。解決方法：應在穿電纜的PVC塑料套管兩端放置防鼠咬的東西，臺站人員做好日常維護。

土壤水分探測器接口控制器與數據采集器之間連接的隔離轉換器Resite8520出現故障。解決方法：更換隔離轉換器Resite8520。

3.1.2 土壤站頻率值為-2

在采集程序中將傳感器測量范圍內頻率值0-1設為正常（空氣的頻率值為0，水的頻率值為1），超出此范圍的傳感器頻率值標記為-2。

由于某些站土壤的電導率異常，使得頻率值出現超差?？梢詫υ摲N土壤進行標定，得到適合該種土壤的傳感器標定參數。

傳感器可能發生測量故障，更換傳感器。

3.1.3 土壤站頻率值為-1

表示傳感器未安裝或傳感器出現故障，重新安裝傳感器或更換故障傳感器。

3.2 系統功能

3.2.1 按日期查詢功能

按日期查詢界面可監測全省62個土壤水分站的實時運行情況，按日期查詢界面有三個查詢選擇模塊，分別是查詢日期、選擇范圍、土壤體積含水率平均值。通過日期的選擇可以查詢水分站自安裝后每一天的運行情況，在日期選擇框里面選擇需要查詢的日期，即可查詢到土壤水分自動站某一天的運行情況。選擇范圍分為全部和丟失兩個條件，選擇全部，顯示所有土壤水分站每天每小時的運行情況，如選擇丟失，可以顯示土壤水分站沒有正常運行的時次。土壤體積含水率平均值是用來查詢土壤水分站8個傳感器每小時的運行情況。

3.2.2 按月查詢界面

按月查詢界面是用來統計土壤水分每一層傳感器。（共8個）每個月的運行情況，在月查詢窗口輸入要查詢的月份，再選擇需要查詢的土壤體積含水率平均值，即可統計查詢土壤水分的月運行情況，其中月接收率的計算公式為：

月接收率=月到報次數÷月應到報次數

3.2.3 按年查詢

按年查詢界面是用來統計土壤水分每一層傳感器（共8個）每年的運行情況，在年查詢窗口輸入要查詢的年份，再選擇需要查詢的土壤體積含水率平均值，即可統計查詢土壤水分的年運行情況，其中年接收率的計算公式為：

年接收率=年到報次數÷年應到報次數

4 小結

黑龍江省土壤水分運行監控平臺的建立，結束了黑龍江省安裝土壤水分自動觀測站沒有監控軟件的歷史，填補了土壤水分運行監控業務的空白。通過軟件的應用讓維護維修人員可以及時準確的了解土壤水分自動觀測站設備的運行情況，如有設備發生故障，保障人員可以在第一時間了解故障的類型，根據故障類型制定相應的維修方案，這樣就可以在第一時間解決故障，讓保障工作可以更加高效的運行，提高了設備保障的能力，保證土壤水分自動觀測站探測資料的連續性和穩定性。同時，該軟件可移植性強，適用于中國華云公司生產的DZN3型土壤水分觀測儀，可以向其它省份推廣。

1002－252X（2012）03－0037－01

2012－6－1

侯飆（1982-），男，黑龍江省哈爾濱市人，哈爾濱工程大學，本科生，助理工程師.