DZZ6型雙套自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸模式對(duì)比分析及應(yīng)用

龐旭龍，李博宇

摘要：吉林地區(qū)目前地面氣象觀測(cè)為雙套DZZ6型自動(dòng)站并軌運(yùn)行模式，本文分析了其數(shù)據(jù)傳輸模式：分別為采用DPZ1型綜合集成硬件控制器的光纖連接和串口RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接，以及各自優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了吉林省磐石市氣象局對(duì)于光纖連接優(yōu)勢(shì)的利用。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)站；線纜傳輸；DPZ1型綜合集成硬件控制器；光纖傳輸；光纖調(diào)制解調(diào)器

中圖分類號(hào)： P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.18.081

在地面自動(dòng)觀測(cè)綜合測(cè)業(yè)務(wù)不斷追求觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的提高以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定、高效的形勢(shì)下，現(xiàn)吉林地區(qū)已達(dá)到了全部基層臺(tái)站雙套DZZ6新型自動(dòng)觀測(cè)站常規(guī)觀測(cè)要素并軌運(yùn)行的要求，并新增加了DPZ1型綜合集成硬件控制器，實(shí)現(xiàn)了全部觀測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)集中傳輸至終端。

1 自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸連接模式

目前吉林地區(qū)的DZZ6新型自動(dòng)氣象觀測(cè)站有RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接及光纖連接兩種方式，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

1.1 RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接

DZZ6新型自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)傳輸模式為串口RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接傳輸模式，即在DZZ6型數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)之間通過485四芯通信線纜連接的方式，在短距離的數(shù)據(jù)傳輸中此連接方式性能十分可靠。從歷年運(yùn)行的結(jié)果分析，當(dāng)DZZ6型數(shù)據(jù)采集器通信端口與終端計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的距離不大于100米時(shí)，此連接方式很穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸間斷或錯(cuò)誤代碼的情況，但當(dāng)連接的距離超過100米但未達(dá)到200米時(shí)，則需要在兩端增加具有信號(hào)放大功能的長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器，其同時(shí)有一定的保護(hù)數(shù)據(jù)采集器和用戶計(jì)算機(jī)免遭雷擊的效果。

由于是雙套自動(dòng)站并軌運(yùn)行，線纜鋪設(shè)過程中會(huì)最大程度上避免信號(hào)干擾問題，但當(dāng)干擾無法避免時(shí)，以線纜連接方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)也可能出現(xiàn)錯(cuò)誤代碼的現(xiàn)象，可采取下調(diào)波特率傳輸?shù)姆绞浇鉀Q此問題。在無干擾環(huán)境下的新型自動(dòng)氣象站一般選用9600波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，處在干擾環(huán)境下的新型自動(dòng)氣象站則選用4800或2400的波特率。因新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)量不多，故而不會(huì)出現(xiàn)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，從而產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的問題。

1.2 光纖連接

1.2.1 光纖傳輸特征及利弊 以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)或信號(hào)的傳輸稱為光纖傳輸。由于傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，所以不易分支，故而常用于點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接，且光導(dǎo)纖維功率損耗小、衰減少，具有較大的帶寬潛力。其優(yōu)點(diǎn)有靈敏度高，帶寬高，運(yùn)行速率快；不受電磁噪聲之干擾，訊號(hào)串音小，通訊量大衰減小，保密性高；傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸質(zhì)量高，訊號(hào)傳輸容易；耐高溫、高壓；絕緣、幾何形狀可依環(huán)境要求調(diào)整、耐腐蝕，適于特殊環(huán)境工作；重量輕、體積小、價(jià)格低廉、壽命長(zhǎng)；其缺點(diǎn)是質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度差。

1.2.2光纖傳輸原理 光纖傳輸可分為射線理論及波動(dòng)理論。射線理論認(rèn)為，光在光纖中進(jìn)行傳輸主要是基于全反射的原理：當(dāng)光線平行于光纖射入并重疊于光纖軸心線時(shí)，光線沿軸心線向前傳播；當(dāng)光線非平行光纖軸心線射入時(shí)，光線在向前傳輸?shù)倪^程中將會(huì)在纖芯與包層的交界面處不斷發(fā)生全反射。因此也要求纖芯的折射率一定要大于包層的折射率，以便滿足全反射發(fā)生的要求；波動(dòng)理論是將光作為經(jīng)典電磁場(chǎng)處理。

1.2.3 連接措施 光纖連接與RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接方式不同，其在數(shù)據(jù)采集器通信串口與用戶計(jì)算機(jī)主機(jī)串口之間添加了光纖鏈路，并通過轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模式的轉(zhuǎn)換。在吉林地區(qū)各臺(tái)站中，轉(zhuǎn)換設(shè)備采用DPZ1型綜合集成硬件控制器，它把串口數(shù)據(jù)包裝成TCP封包，并轉(zhuǎn)換成可以在Ethernet上傳送的Frame，在對(duì)端的串口服務(wù)器再把Frame用TCP/IP協(xié)議解封包后轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)包，傳送到用戶計(jì)算機(jī)主機(jī)的串口，地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件從而接收到完整的串口數(shù)據(jù)。其內(nèi)部采用光電隔離和浪涌保護(hù)，可抑制電磁干擾，實(shí)現(xiàn)通訊防雷。

2 光纖連接的應(yīng)用

光纖連接較線纜連接具有諸多優(yōu)勢(shì)，但由于現(xiàn)階段各基層臺(tái)站并軌運(yùn)行的B站（備份站）尚未配備DPZ1型綜合集成硬件控制器，若想將其RS232轉(zhuǎn)RS422線纜連接轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w連接，則可在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，選擇在兩端增加光纖調(diào)制解調(diào)器，并利用DPZ1型綜合集成硬件控制器備份光纖實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

線纜連接模式在獨(dú)立自動(dòng)站短距離數(shù)據(jù)傳輸中很穩(wěn)定，雙套站并軌運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)干擾等不穩(wěn)定因素，光纖連接則不存在以上問題，同時(shí)可以通訊防雷。基于光纖連接優(yōu)勢(shì)，吉林省磐石氣象局地面自動(dòng)觀測(cè)站雙套站均實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸模式，提高了地面觀測(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，降低了地面觀測(cè)設(shè)備雷擊損壞風(fēng)險(xiǎn)，減少經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾繼榮，周帆，柳沅彤，李彩虹.DPZ1型綜合集成硬件控制器工作原理解析及常見故障排查[J].氣象水文海洋儀器，2017，（04）.

[2]胡利軍，馮小虎.多種連接方式在自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用[J].氣象，2008，（06）.

[3]原榮.光纖通信技術(shù)講座——（二）[J].光纖傳輸原理、特性和應(yīng)用.光通信技術(shù)，2003，（10）.

作者簡(jiǎn)介：龐旭龍，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：綜合氣象觀測(cè)。

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2018/8/2 14：41：05

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20180802.1440.005.html