自動氣象站遠(yuǎn)程故障診斷與修復(fù)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

1、自動氣象站遠(yuǎn)程故障診斷與修復(fù)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)蘇禹賓，李艷萍，陶偉（廣西氣象技術(shù)裝備中心技術(shù)開發(fā)科，廣西南寧530022）摘要：摘要：根據(jù)自動氣象站的實際應(yīng)用，提出了一種自動氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)的架構(gòu)，并通過運行參數(shù)采集系統(tǒng)、子站現(xiàn)場診斷中心、無線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、中心站遠(yuǎn)程診斷中心、故障修復(fù)系統(tǒng)等五個方面論述并實現(xiàn)了自動氣象站故障的遠(yuǎn)程診斷和修復(fù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：故障診斷；遠(yuǎn)程診斷；故障修復(fù)；自動氣象站1引言引言自動氣象站屬于無人值

2、守型設(shè)備，而且大多數(shù)安裝在野外，野外現(xiàn)場環(huán)境惡劣，電磁干擾嚴(yán)重，系統(tǒng)運行在這樣的環(huán)境中面臨著巨大的考驗，并且，隨著自動氣象站布點密度不斷加大，其維護難度也在不斷增加，如果沒有故障遠(yuǎn)程診斷與修復(fù)功能，一旦出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定乃至癱瘓而又不被人及時發(fā)現(xiàn)，造成數(shù)據(jù)大量缺測。系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)的目的就在于監(jiān)測系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可根據(jù)配置情況，迅速確定與定位診斷故障的數(shù)量多少與位置，并可以進行一定的故障自我修

3、復(fù)，及時向中心站報警，便于中心站根據(jù)故障修復(fù)情況進行進一步的修復(fù)維護。2系統(tǒng)總體系統(tǒng)總體架構(gòu)架構(gòu)圖1自動氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)總體架構(gòu)首先，運行參數(shù)采集系統(tǒng)實時采集自動氣象站設(shè)備的各種參數(shù)，以便提取設(shè)備的狀態(tài)信息和可能的故障信息，同時將參數(shù)信息送至子站現(xiàn)場診斷中心，子站現(xiàn)場診斷中心啟動故障診斷程序，調(diào)用自身的參數(shù)庫與故障庫，作出故障判斷，若確診為故障，則一方面通過無線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)將故障信息及時上傳至中心站遠(yuǎn)程診斷中心，以便中心站遠(yuǎn)

4、程診斷中心根據(jù)故障修復(fù)情況作出進一步的故障排除，另一方面，子站現(xiàn)場診斷中心通知故障修復(fù)系統(tǒng)進行相應(yīng)的故障修復(fù)，故障修復(fù)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)故障對自動氣象站進行必要的一定的修復(fù)維護，如果子站診斷中心發(fā)現(xiàn)故障自我修復(fù)無效時，則迅速請求中心站遠(yuǎn)程診斷中心提供支持。中心站遠(yuǎn)程診斷中心在接收到故障信息或子站現(xiàn)場診斷中心請求支持時，調(diào)用自身的參數(shù)庫與故障庫，進行診斷決策并最終得到診斷結(jié)果和修復(fù)向?qū)?。自動氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)總體架構(gòu)見圖1。3運行參數(shù)

5、采集系統(tǒng)運行參數(shù)采集系統(tǒng)運行參數(shù)采集系統(tǒng)子站現(xiàn)場診斷中心自動氣象站設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)中心站遠(yuǎn)程診斷中心故障修復(fù)系統(tǒng)子站現(xiàn)場診斷中心與中心站遠(yuǎn)程診斷中心互相通信，主要通過兩種組網(wǎng)方式，一是Inter接入方式，另一種是移動網(wǎng)絡(luò)APN專線接入方式。組網(wǎng)方式示意圖見圖3。服務(wù)中心服務(wù)中心服務(wù)中心INTERINTERINTERGPRSGPRSGPRS無線終端無線終端無線終端圖3組網(wǎng)方式示意圖6中心站遠(yuǎn)程診斷中心中心站遠(yuǎn)程診斷中心中心站遠(yuǎn)程診斷中

6、心一方面為設(shè)備的故障診斷提供相應(yīng)的知識，并對現(xiàn)場設(shè)備進行必要的維護；另一方面不斷獲取子站現(xiàn)場診斷中心的信息，由診斷專家或設(shè)備開發(fā)人員不斷完善參數(shù)庫與故障庫，從而不斷提高自身的診斷智能和遠(yuǎn)程服務(wù)的能力。若故障特別復(fù)雜，還可由中心站遠(yuǎn)程診斷中心真正的診斷專家或設(shè)備開發(fā)人員通過無線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)現(xiàn)場指導(dǎo)，用戶按照專家的提示進行檢測，直至排除故障。遠(yuǎn)程診斷中心同樣也具有參數(shù)庫和故障庫，參數(shù)庫用來存儲子站現(xiàn)場診斷中心送來的參數(shù)信息和正常的運行參數(shù)；

7、故障庫同樣用來存儲故障信息和解決方案。診斷專家以及設(shè)備開發(fā)人員需根據(jù)故障信息不斷的更新升級診斷參數(shù)庫和故障庫，形成了豐富的診斷參數(shù)庫和故障庫，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。7故障修復(fù)系統(tǒng)故障修復(fù)系統(tǒng)故障修復(fù)系統(tǒng)對自動氣象站設(shè)備具備一定的遠(yuǎn)程修復(fù)能力。當(dāng)自動氣象站設(shè)備出現(xiàn)故障時，故障修復(fù)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)故障，一般采用以下幾種修復(fù)方案：（1）啟用備份系統(tǒng)，執(zhí)行自動氣象站基本功能操作。（2）啟用過壓、過流、欠壓保護電路。（3）對整個自動氣象站進

8、行冷重啟。（4）自動氣象站核心處理器軟件修復(fù)，執(zhí)行系統(tǒng)重構(gòu)。可通過兩種方式軟件修復(fù)重構(gòu)，一是本地刷新處理器內(nèi)部代碼，二是遠(yuǎn)程下載升級處理器代碼。故障修復(fù)系統(tǒng)所具有的自我修復(fù)能力是有限的，在無法修復(fù)情況下（比如某些部件損壞）需要人工參與修復(fù)。8結(jié)語結(jié)語該系統(tǒng)作為一個實用的系統(tǒng)提供了多種故障遠(yuǎn)程診斷的方法以及修復(fù)方案，可對自動氣象站設(shè)備進行有效的遠(yuǎn)程實時故障監(jiān)測。該系統(tǒng)已應(yīng)用于DSD14型自動雨量站及其衍生升級產(chǎn)品DSD14型自動溫度雨量站

9、中，并在廣西氣象系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，取得了良好的效果，證明該系統(tǒng)具有較好的實際應(yīng)用價值。參考文獻參考文獻:[1]嚴(yán)旭等.中小型系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷和維護技術(shù)的研究[J].微計算機信息，2003，（08）.[2]李常禧.電氣設(shè)備診斷技術(shù)概論[M].北京：水利電力出版社，1994.[3]胡玉峰.自動氣象站原理與測量方法[M].北京：氣象出版社，2004.[4]李伯成.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.[5]沙占友等.單