基于Android平臺的移動端自動氣象站系統(tǒng)研究設(shè)計

四川省遂寧市氣象局 四川 遂寧 629000

前言

氣象行業(yè)作為一個公益服務(wù)行業(yè),對于社會穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。自動氣象站作為獲取氣象數(shù)據(jù)的觀測平臺,數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性與時效性十分重要。傳統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)信息獲取方式存在一定局限性。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及,在很大程度上推動了軟件行業(yè)的發(fā)展,這為氣象部門建設(shè)新型移動氣象信息查詢系統(tǒng)提供了有力條件。

一、自動氣象站概述

所謂自動氣象站是指根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況,為滿足氣象服務(wù)需求,在當(dāng)?shù)厮ㄔO(shè)的可自動完成氣象要素探測、自動生成報文,并將數(shù)據(jù)信息定時傳輸至中心站的氣象站。自動氣象站主要由系統(tǒng)軟件和硬件兩部分構(gòu)成,系統(tǒng)軟件通常包括采集軟件、監(jiān)控管理軟件以及地面測報業(yè)務(wù)軟件等,系統(tǒng)硬件則主要有采集器、傳感器、通訊裝置等。例如DZZ5自動氣象站,其定型部件包括主采集器系統(tǒng)+常規(guī)六要素,地溫分采集器系統(tǒng)+10層地溫傳感器,輻射采集器,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及CAN通訊連接情況如圖1所示。自動氣象站數(shù)據(jù)采集全面、準(zhǔn)確,具有較強(qiáng)的時效性和高效性,逐漸得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

圖1 DZZ5自動氣象站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及CAN通訊連接

二、系統(tǒng)總體設(shè)計

在設(shè)計自動氣象站資料查詢及控制系統(tǒng)時,客戶端要選擇Android系統(tǒng),并且要滿足以下幾種設(shè)計需求。首先,該系統(tǒng)能夠及時提供實(shí)況天氣;再次,系統(tǒng)能夠查詢各要素數(shù)據(jù)資料;最后,系統(tǒng)可以對氣象臺站設(shè)備的運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測[1]。眾所周知,Android系統(tǒng)在智能手機(jī)市場中占有很大的份額。開發(fā)人員可以利用該平臺自由獲取、修改源代碼。根據(jù)Android應(yīng)用程序的開發(fā)情況來看,JAVA 是程序開發(fā)過程中主要采用的語言,J2ME是一個經(jīng)過高度優(yōu)化處理過的JAVA 運(yùn)行環(huán)境,當(dāng)前不少主流客戶端軟件都是基于Android平臺進(jìn)行開發(fā)[2]。本查詢系統(tǒng)基于Windows下的Intellij IDEA快速開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā),采用Java編程語言。

(一)模塊劃分。該系統(tǒng)主要分兩個模塊。前臺查詢程序:實(shí)時顯示當(dāng)日的雨量、氣溫、濕度、氣壓等信息,根據(jù)選擇查詢?nèi)掌诓樵儗?shí)況數(shù)據(jù);后臺服務(wù)程序:對本市各個區(qū)域自動氣象站氣象信息進(jìn)行監(jiān)控,顯示提示報警信息,如出現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)異常或站點(diǎn)異常數(shù)據(jù),進(jìn)行聲音告警提示。

(二)運(yùn)行流程。手機(jī)系統(tǒng)啟動之后自動運(yùn)行該程序的后臺預(yù)警服務(wù)自動滑動求和統(tǒng)計24h氣象資料以及對站點(diǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行讀取,前臺界面同時將當(dāng)日的實(shí)況信息顯示到系統(tǒng)界面上,并根據(jù)查詢的日期,向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送http請求,獲取新的HTML文件,解析出相應(yīng)的數(shù)據(jù)元素顯示到新的界面上。

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)自動氣象站數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用情況來看,在該系統(tǒng)中主要包含有天氣預(yù)報顯示、臺站設(shè)備信息瀏覽、氣象實(shí)況信息瀏覽等功能,筆者根據(jù)自身多年工作經(jīng)驗,從下述內(nèi)容詳細(xì)論述了有關(guān)自動氣象站資料查詢及控制系統(tǒng)的功能。

(一)氣象資料查詢。在該模塊中,系統(tǒng)可以對氣象信息進(jìn)行實(shí)時查詢,用戶通過點(diǎn)擊氣象實(shí)況信息便可以對天氣預(yù)報的實(shí)況信息進(jìn)行查詢。例如,當(dāng)用戶點(diǎn)擊到相關(guān)信息時,便會自動跳轉(zhuǎn)到信息顯示界面。該系統(tǒng)中所有應(yīng)用到的數(shù)據(jù)解析設(shè)備都為SAX解析器,該解析器在運(yùn)行過程中主要采用流式處理方式,解析工作不僅速度快,占用內(nèi)存還少,可以將相關(guān)冗余信息進(jìn)行過濾,直接幫助用戶找到指定標(biāo)簽。如果系統(tǒng)在運(yùn)行過程中識別出來文檔某個標(biāo)簽時便會自動生成一個事件,該事件會處理函數(shù)并做出相應(yīng)動作。在解析數(shù)據(jù)的過程中,協(xié)議的制定要參考地面觀測氣象數(shù)據(jù)字典對數(shù)據(jù)格式的規(guī)范。

圖2 主系統(tǒng)界面示意圖

(二)數(shù)據(jù)及臺站設(shè)備監(jiān)測。在自動氣象站數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程中,與企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)一樣,都是采取客戶機(jī)/服務(wù)機(jī)體系的結(jié)構(gòu)方式。該系統(tǒng)要求用戶在使用過程中,通過客戶端與服務(wù)器之間建立連接,進(jìn)而通過服務(wù)器傳輸、獲取相關(guān)文件信息。但是用戶在使用該系統(tǒng)時一定要注意,當(dāng)系統(tǒng)客戶端與服務(wù)器之間建立連接后,如果用戶未被授權(quán),那么沒有取得的Password和User Name不能直接訪問系統(tǒng)主機(jī),基于此,客戶在使用系統(tǒng)之前首先需要在服務(wù)器上為遠(yuǎn)端用戶授權(quán)。通過遠(yuǎn)端控制臺運(yùn)行的程序,需要設(shè)定合理的時間,定時提取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件。如果系統(tǒng)中存在等待發(fā)送的數(shù)據(jù)文件,那么需要使用FTP方式。在此過程中,首先要檢查系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),退出系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài),等到下一次運(yùn)行發(fā)送相關(guān)信息。

考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時的網(wǎng)絡(luò)通信狀況,通常情況下用戶會將需要傳輸?shù)奈募畔簳r保存在軟件的二級目錄下,通過添加定時器控件的方式,設(shè)置科學(xué)合理的自動傳輸時間,定期開展檢測工作。如果系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)始終保持暢通,并且系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器空閑,那么需要及時上傳相關(guān)文件,并且要通過系統(tǒng)日志詳細(xì)記錄傳輸結(jié)果。

通常情況下,系統(tǒng)傳輸文件模式選擇自動傳輸方式,因為網(wǎng)絡(luò)故障等因素需要補(bǔ)傳時,可以在系統(tǒng)上的任務(wù)欄圖標(biāo)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,會彈出相關(guān)菜單,而后選擇顯示主窗口,確定人工傳輸方式之后,需要進(jìn)一步確定補(bǔ)傳的年月,隨后點(diǎn)擊確定按鈕,切換到系統(tǒng)的自動傳輸方面,將相關(guān)圖標(biāo)方式最小化即可[4]。

結(jié)語

綜上所述,在當(dāng)前我國氣象事業(yè)不斷發(fā)展的過程中,想要將氣象服務(wù)與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,就需要從實(shí)際情況出發(fā),利用移動終端便捷特性,對氣象實(shí)況數(shù)據(jù)以及氣象站數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,使得氣象工作者不再受到時間、空間的限制,能夠?qū)υO(shè)備以及報警信息進(jìn)行處理,該系統(tǒng)在地面氣象觀測行業(yè)中具有良好的推廣價值。