型自动站运行状态实时监控系统设计.pdf

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1、第 1 期?气 象 水 文 海 洋 仪 器?No.12011 年 3 月?Meteorological,Hydrological and Marine Instruments?Mar.2011收稿日期:2010?11?13.作者简介:雷卫延(1981),男,硕士,工程师.主要从事气象装备保障及与此相关的软件和网络通信技术的研究.CAWS600 型自动站运行状态实时监控系统设计雷卫延,陈?刚,陈武框(广东省大气探测技术中心,广州 510080)摘?要:目前广东省气象部门投入业务运行的遥测自动气象站共 86 套,其中包括 5 套由华云公司生产的 CAWS600 型自动站。长期以来未获取 CAWS6

2、00 自动站的监控信息,故未对其形成有效的监控。本文介绍了针对 CAWS600 型自动站设计的运行状态实时监控系统,该系统可以将其实时检测数据和监控信息实时发送给省局的监控处理中心,达到了对设备运行状态监控的目的,从而实现对全省所有遥测自动站运行状态的实时监控。关键词:CAWS600 型自动站;运行状态;实时监控;OSSMO中图分类号:T H707?文献标识码:A?文章编号:1006?009X(2011)01?0086?04Real?time monitoring system for running status of CA WS600 automatic stationLei Weiyan

3、,Chen Gang,Chen Wukuang(Guangdong A tmosp heric Sounding and Technical Center,Guangz hou 510080)Abstract:Guangdong meteorological department has put 86 sets of AWS(automatic weather station)into operation,including 5 sets of CAWS600 AWS produced by Huayun company,which never gainthe monitoring infor

4、mation for a long time and have not form an effective monitoring.This paperintroduces real?time monitoring system for running status of CAWS600 automatic station.T hissystem can send real?time data and monitoring information to the monitoring center of provincialbureau,which achieves the purpose of

5、monitoring running status for all remote stations in provinces.Key words:CAWS600 automatic station;running status;real?time monitoring;OSSMO0?引言CAWS600 型自动气象站是根据气象业务台站的地面观测规范要求而设计的,能够对风向、风速、雨量、温度、湿度、气压、地温、蒸发、辐射等多种气象要素进行全天候现场监测,具有全自动气象数据采集、存储、处理和传送的功能,加上精度高和工作稳定等特点,已广泛应用于气象部门的各类业务及其它行业的气象监测,为气象预报服务和相

6、关研究提供有力的数据支持,有着不可以替代的作用。然而 CAWS600 型自动气象站投入使用后,长期未获取到其监控信息,为此,研究开发了 CAWS600型自动气象站运行状态实时监督系统。本文开发的 CAWS600 型自动站运行状态实时监控系统,目前已经在广东省气象部门正式投入业务运行。运行结果表明,该软件运行稳定、可靠,达到了预期的目的。1?监控软件监控处理中心软件 1在早期已经开发完成,本文 所 做 的工 作 是 如 何 有 效、可 靠地 获 取CAWS600?B/SE 型自动站的监控信息,并及时上传至省局的监控处理中心。第 1 期雷卫延,等:CAWS600 型自动站运行状态实时监控系统设计1

7、.1?监控软件的实施方案 2地面气象测报业务系统软件(OSSMO)在设计时预留了一个监控端口(8000),通过向这个端口发出指令就可以返回自动站的当前数据、状态信息等。与 OSSMO 安装在同一台计算机上的监控软件定时(1 min)发送指令给监控端口,并把接收到的数据和状态信息按照一定的规则打包后上传给省局信息中心的转发软件,通过转发软件把数据转发给大气探测中心的监控处理软件,监控处理软件把接收到的数据、状态信息入库,并最终通过浏览器查看设备运行状态信息,有异常信息时会自动发出短信报警信息。整个监控系统的流程图如图 1 所示。图 1?监控软件实施方案1.2?监控软件实施方案的可行性 3对 CA

8、WS600?B/SE 型自动站监控的核心内容是实时监测设备和 Internet 网络的运行状况。地面气象测报业务系统软件(OSSMO)每分钟向CAWS600?B/SE 型自动站采集器调取 1 次数据,即测报软件上显示的数据每分钟更新 1 次,本文监控软件的实施方案中通过每分钟向所预留的监控端口发送指令,监控软件获取测报软件返回的数据,而返回的数据正是测报软件界面上所显示的数据。如果设备一切正常,则 OSSMO 软件数据显示正常,监控软件获取的数据也正常;如果有设备故障或者 OSSMO 软件关闭或者采集器与计算机连线中断,监控软件或者获取不到数据,或者获取的数据异常,基本上能够反应设备的运行状况

9、。除此之外,监控系统还会对上传至省局信息中心的数据所在的文件夹进行监控,如果发现有数据未上传,或者监控处理中心软件长时间(20 min)接收不到监控信息,则说明网络出现了问题。通过上述分析表明,监控系统的实施方案是可行的。2?监控系统2.1?系统功能系统要求能够对 CAWS600?B/SE 型自动站运行状态实时监控,监控内容应包括设备运行状态、数据有无异常、网络运行状况、数据上传状况等。位于省局的监控处理中心对监控信息分析处理,处理结果以浏览器方式显示,可直观地获知设备的运行状况,如图 2 所示,绿色图标代表设备正常,红色图标代表设备故障。如果发现设备异常监控处理中心还会自动发送短信告知相关人

10、员,真正实现对CAWS600?B/SE 型自动站监控的自动化。2.2?监控系统的实现监控软件发送指令?&VIW_T?给 OSSMO软件的监控端口(8000),OSSMO 软件自动返回一串字符串数据,内容如下:16,8,92,7,65,11,57,22,0904,30,15,0905,246,59,10136,161,182,325,254,247,252,259,281,288,290,278,3,/,/,100,498,292,229,456,两个数据之间均用?,?隔开,如果连续出现 2 个逗号,表明有常规数据缺测,?/?代表辐射数据缺测,监控软件接收的实际数据如图 3(a)所示。监控软件把

11、接收到的数据打包后以 T CP 方式发送给省局信息中心转发软件,转发软件再转发给大探中心的监控处理软件。监控软件打包方式为:站号+日期时间+未成功上传文件数+数据。如果监控软件超过设置时间(10 min)没有接收到数据,本?87?气 象 水 文 海 洋 仪 器Mar.2011地计算机会以声音形式报警,如图 3(b)所示。监控处理软件接收的数据经过处理后,实时显示在系统的监控界面上,如图 4 所示。图 2?web 页实时监控界面图 3?CAWS600 型自动站运行状态实时监控软件界面及参数设置?88?第 1 期雷卫延,等:CAWS600 型自动站运行状态实时监控系统设计图 4?CAWS600 型

12、自动站监控信息远程实时显示系统3?结束语随着气象科技的发展,人工气象站势必被自动气象站完全取代,同时每个台站保持双机运行,其中一台作为热备份,因此会有更多的 CAWS600?B/SE 型自动气象站投入运行,届时需要对主机和备份机都要实施监控,而监控系统的可靠性、稳定性也愈加重要。目前广东省大探中心对各种气象探测设备有完善的实时监控系统 4?5,且在实际的设备保障过程中发挥着不可替代的作用。监控系统可以使保障人员实时掌握设备的运行状况,及时发现故障提高维修效率,从而缩短故障平均时间,保障气象业务工作的质量。参考文献:1 敖振浪,谭鉴荣.大型自动气象站探测网络实时监控系统的设计和实施 J.成都信息

13、工程学院学报,2002,17(3):178?183.2 杨俊萍,陈兆武.云南省自动气象站监控系统的设计与实现 J.云南大学学报,2008(S2):206?210.3 向晋良.自动气象站远程监控及故障短信告警系统的研发技术J.湖北气象,2006(3):26?27.4 李源鸿,敖振浪.广东省地面气象综合探测全网实时监控系统 J.广东气象,2007(4):5?7.5 李建勇,敖振浪.雷达远程实时信息提取及显示系统的实现 J.广东气象,2007(4):8?10.(上接第 85 页)3?结束语本文所述分采集器以内部集成 CAN 控制器的AT 90CAN128 单片机为核心,且采用了高精度的 AD 采集芯

14、片,使用了 CANOPEN 协议来实现主采集器和分采集器的数据通信,其硬件设计简单,可靠性高,数据准确,实时通信强,具有很好的应用前景。参考文献:1 Atmel.AT90CAN128 datasheet M.America:AtmelCorporation,2000.2 饶运涛,邹继军,郑勇芸.现场总线 CAN 原理与应用技术 M.北京:北京航空航天大学出版社,2003.3 Atmel.AT 91SAM9263 使用手册 M.美国:Atmel公司,2004.4 巴尼特.嵌入式 C 编程与 Atmel AVR M.北京:清华大学出版社,2003.5 商建锋.基于 CAN 总线的集散控制系统智能节

15、点的设计 J.微计算机信息,2006(12):23?26.6 耿德根,宋建国.AVR 高速嵌入式单片机原理与应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2001.7 史久根,张培仁,陈真勇.CAN 现场总线系统设计技术M.北京:国防工业出版社,2004.8 Atmel.AT90CAN128 使用手册M.美国:Atmel 公司,2004.9 李树忠,王春芳,张振.自动气象数据采集战组态软件设计 J.青岛大学学报,1998,6(2):34?36.10 商斌.Linux 设备驱动开发入门与编程实践 M.北京:电子工业出版社,2009.11 李俊.嵌入式 Linux 设备驱动开发详解M.北京:人民邮电出版社,2008.12 张军.AVR 单片机应用系统开发典型实例 M.北京:中国电力出版社,2007.?89?