DZZ5型自動氣象站采集器常見故障的判斷分析

文/張宏豐 何佳歡，內蒙古額爾古納市氣象局

DZZ5型自動氣象站采集器常見故障的判斷分析

文/張宏豐 何佳歡，內蒙古額爾古納市氣象局

DZZ5型自動氣象站是由華云公司生產的新型自動氣象站。在熟悉DZZ5型自動氣象站結構和電氣原理的前提下，利用采集系統的檢測命令和測量、替代等方法，可以迅速確定和排除DZZ5型自動氣象站采集器的故障，極大提高了維修人員的工作效率。

DZZ5型自動氣象站；采集器；判斷

DZZ5型自動氣象站是由華云公司生產的新型自動氣象站。DZZ5型自動氣象站從設計開始就按照中國氣象局要求的“統一標準、統一功能、統一結構、統一方法、統一規范”的思路，是一種高精度、高穩定、低功耗、易維護、易擴展并具有實時遠程監控功能的新型自動氣象觀測系統。其采用了先進的CNA總線國際標準，將分采和主采連接。可以靈活擴充氣象觀測要素，增加新型觀測設備。

1 DZZ5設計特點

（1）標準統一；（2）主采集系統采用ARM9嵌入式系統；（3）主采集器采用linux操作系統管理，支持多進程；（4）支持多串口、多種通訊方式、支持WebServer訪問功能；（5）總線式結構；（6）數據質量控制；（7）主、分多采集器結構方式；（8）各觀測要素擴展方便、靈活；（9）采樣速率提高。

2 DZZ5型自動氣象站結構原理

DZZ5型自動氣象站由主／分采集器、傳感器、通信線路和供電單元四部分組成。主采集器是整個系統的核心控制單元集。整個的系統控制流程、數據處理全部由主采集器負責完成。主采集器的處理器采用目前先進的ARM9架構的32位CPU，另外配加其他外部電路，包括SDRAM、CF卡控器、以太網控制器、IDE控制器、USB控制器、CAN總線控制器、串口以及擴展串口控制器等，其構成核心處理單元，其還有一個對常規氣象要素進行數據探測的數據采集單元，完成對風速、風向、降水（O.lmm的翻斗式雨量）、氣壓、蒸發、以及能見度氣象要素的觀測數據采集。

氣溫和相對濕度、輻射、地溫等其它擴充觀測的氣象要素利用分集器通過CAN總線集成到主采集器上并采集數據。分采分為溫濕度分采和地溫分采。

3 DZZ5型自動氣象站分采故障判斷和檢修方法

自動氣象站的故障主要有要素測量性能不良或下降和自動氣象站工作異常兩類。

氣象要素測量性能不良或下降就是平時所說的某個要素的測量數據錯誤或數據超差漂移，但自動氣象站工作正常，這類故障的判斷和修復比較容易，故障原因多是傳感器故障或性能下降所為。

自動氣象站工作異常，即為自動氣象站無法正常完成采集、計算、儲存、顯示、輸出數據等功能。此類故障原因較多，判斷和修復較復雜，要逐步分解分析，判斷故障部位后采取修復措施。

當自動站出現故障時，要冷靜對待，不要手忙腳亂，要按照“安全、邏輯、分解、替代、記錄”這五個基本原則，仔細分析，進行排查。對DZZ5型自動氣象站系統進行故障檢查，主要通過以下步驟和方法進行：①檢查系統運行指示燈開始，通過系統運行狀態指示燈檢查系統運行狀態；②檢查供電系統，使用萬用表測試直流12V供電系統是否正常，包括220V交流電是否正常，充電電源控制器是否正常，蓄電池是否正常，能否正常充上電等；③通過測試命令檢測系統是否工作正常；④通過模擬信號來檢測測量系統是否正常。主采集器和分采集器上狀態指示燈在通電運行后的狀態，可以較為直接地反映自動站是否處于正常運行。

3.1 采集系統運行狀態指示燈

在系統上通電運行后，檢查各采集器的狀態指示燈，查看各采集器是否能夠正常工作。

3.1.1 主采集狀態指示燈說明

主采集器配置了2個狀態燈，第一個燈”RUN”，為系統運行指示燈，當采集程序正常執行后，”RUN”指示燈秒閃。第二個燈”CF”，為CF卡的狀態燈，CF卡讀寫正常，此燈長亮，當CF卡不存在或者是CF卡空閑，CF卡燈常滅狀態。

3.1.2 分采集器狀態指示燈說明

分采集器配置了3個狀態燈，第一個指示燈“SYS”，當系統正常運行后，“SYS”秒閃。第二個指示燈“CAN-T”，當CAN收發器往外發送數據的時候，此燈閃爍。第三個指示燈“CAN-R”，當CAN收發器接收到數據的時候，此燈閃爍。通常情況下，如果主采集器的”RUN”指示燈秒閃，而分采CAN-R指示燈不閃爍，則要檢查CAN通信線纜是否接線正常。

3.2 采集系統基本測試命令

在采集器系統能夠運行工作的條件下，通過基本測試命令檢測各采集器系統的運行狀態。這就要求操作者明白重要命令的格式。

發送〈OBSAMPLEMAIN〉瀆取主采集器相關的觀測數據，可以檢查主采集器的測量數據是否正確。

發送〈OBSAMPLEEART〉讀取地溫分采集器相關的觀測數據，可以檢查地溫分采集器的測量數據是否正確。

3.3 故障部位判斷

3.3.1 主采故障

當所有的地溫和溫濕度都觀測不到時，若兩個分采的電源部分是正常的，CAN線電纜也是好的，則應是主采的問題；當風向、風速、雨量、氣壓、蒸發等都觀測不到時，若主采的電源部分是正常的，則也應是主采的問題；當風向、風速、雨量、氣壓、蒸發等有一個或幾個觀測不到時，按前面所述檢查傳感器和連接電纜，若是正常的，則也應是主采的問題。

3.3.2 地溫分采故障

當所有的地溫都觀測不到，而溫濕度能觀測到，查地溫分采的電源(12V)是正常的，CAN總線也是正常的，則是地溫分采的問題；當某一個或幾個地溫觀測不到時，按前面所述檢查傳感器，若是正常的，則也應是地溫分采的問題。

3.3.3 溫濕度分采故障

當溫度和濕度都觀測不到，而地溫能觀測到，查溫濕度分采的電源(12V)是正常的，CAN總線也是正常的，按前面所述檢查溫度和濕度傳感器是正常的，則是分采的問題；當溫度或濕度其中之一觀測不到時，按前面所述檢查傳感器，若是芷常的，則是溫濕度分采的問題。

4 結語

DZZ5型自動氣象站按照統一標準設計，采用主／分采結構方式，利用Linux作為嵌入式操作系統，運用CAN總線技術、光纖通信等新材料、新技術、新工藝，綜合地提高了自動站的可靠性。在熟悉DZZ5型自動氣象站結構和電氣原理的前提下，即使沒有主采和分采備件，利用采集系統的檢測命令、測量采集通道及元器件替代等方法，可以迅速確定和排除DZZ5型自動氣象站采集器的故障，節省了人工和時間，提高了工作效率。

[1]李黃.自動氣象站實用手冊，北京，氣象出版社.2007.

[2]劉麗芳,巫志剛.DZZ5新型自動站常見故障排除方法及日常維護[J].北京農業.2014(30).