DZZ5型自动气象站采集器常见故障的判断分析

文/张宏丰 何佳欢，内蒙古额尔古纳市气象局

DZZ5型自动气象站采集器常见故障的判断分析

文/张宏丰 何佳欢，内蒙古额尔古纳市气象局

DZZ5型自动气象站是由华云公司生产的新型自动气象站。在熟悉DZZ5型自动气象站结构和电气原理的前提下，利用采集系统的检测命令和测量、替代等方法，可以迅速确定和排除DZZ5型自动气象站采集器的故障，极大提高了维修人员的工作效率。

DZZ5型自动气象站；采集器；判断

DZZ5型自动气象站是由华云公司生产的新型自动气象站。DZZ5型自动气象站从设计开始就按照中国气象局要求的“统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范”的思路，是一种高精度、高稳定、低功耗、易维护、易扩展并具有实时远程监控功能的新型自动气象观测系统。其采用了先进的CNA总线国际标准，将分采和主采连接。可以灵活扩充气象观测要素，增加新型观测设备。

1 DZZ5设计特点

（1）标准统一；（2）主采集系统采用ARM9嵌入式系统；（3）主采集器采用linux操作系统管理，支持多进程；（4）支持多串口、多种通讯方式、支持WebServer访问功能；（5）总线式结构；（6）数据质量控制；（7）主、分多采集器结构方式；（8）各观测要素扩展方便、灵活；（9）采样速率提高。

2 DZZ5型自动气象站结构原理

DZZ5型自动气象站由主／分采集器、传感器、通信线路和供电单元四部分组成。主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理全部由主采集器负责完成。主采集器的处理器采用目前先进的ARM9架构的32位CPU，另外配加其他外部电路，包括SDRAM、CF卡控器、以太网控制器、IDE控制器、USB控制器、CAN总线控制器、串口以及扩展串口控制器等，其构成核心处理单元，其还有一个对常规气象要素进行数据探测的数据采集单元，完成对风速、风向、降水（O.lmm的翻斗式雨量）、气压、蒸发、以及能见度气象要素的观测数据采集。

气温和相对湿度、辐射、地温等其它扩充观测的气象要素利用分集器通过CAN总线集成到主采集器上并采集数据。分采分为温湿度分采和地温分采。

3 DZZ5型自动气象站分采故障判断和检修方法

自动气象站的故障主要有要素测量性能不良或下降和自动气象站工作异常两类。

气象要素测量性能不良或下降就是平时所说的某个要素的测量数据错误或数据超差漂移，但自动气象站工作正常，这类故障的判断和修复比较容易，故障原因多是传感器故障或性能下降所为。

自动气象站工作异常，即为自动气象站无法正常完成采集、计算、储存、显示、输出数据等功能。此类故障原因较多，判断和修复较复杂，要逐步分解分析，判断故障部位后采取修复措施。

当自动站出现故障时，要冷静对待，不要手忙脚乱，要按照“安全、逻辑、分解、替代、记录”这五个基本原则，仔细分析，进行排查。对DZZ5型自动气象站系统进行故障检查，主要通过以下步骤和方法进行：①检查系统运行指示灯开始，通过系统运行状态指示灯检查系统运行状态；②检查供电系统，使用万用表测试直流12V供电系统是否正常，包括220V交流电是否正常，充电电源控制器是否正常，蓄电池是否正常，能否正常充上电等；③通过测试命令检测系统是否工作正常；④通过模拟信号来检测测量系统是否正常。主采集器和分采集器上状态指示灯在通电运行后的状态，可以较为直接地反映自动站是否处于正常运行。

3.1 采集系统运行状态指示灯

在系统上通电运行后，检查各采集器的状态指示灯，查看各采集器是否能够正常工作。

3.1.1 主采集状态指示灯说明

主采集器配置了2个状态灯，第一个灯”RUN”，为系统运行指示灯，当采集程序正常执行后，”RUN”指示灯秒闪。第二个灯”CF”，为CF卡的状态灯，CF卡读写正常，此灯长亮，当CF卡不存在或者是CF卡空闲，CF卡灯常灭状态。

3.1.2 分采集器状态指示灯说明

分采集器配置了3个状态灯，第一个指示灯“SYS”，当系统正常运行后，“SYS”秒闪。第二个指示灯“CAN-T”，当CAN收发器往外发送数据的时候，此灯闪烁。第三个指示灯“CAN-R”，当CAN收发器接收到数据的时候，此灯闪烁。通常情况下，如果主采集器的”RUN”指示灯秒闪，而分采CAN-R指示灯不闪烁，则要检查CAN通信线缆是否接线正常。

3.2 采集系统基本测试命令

在采集器系统能够运行工作的条件下，通过基本测试命令检测各采集器系统的运行状态。这就要求操作者明白重要命令的格式。

发送〈OBSAMPLEMAIN〉渎取主采集器相关的观测数据，可以检查主采集器的测量数据是否正确。

发送〈OBSAMPLEEART〉读取地温分采集器相关的观测数据，可以检查地温分采集器的测量数据是否正确。

3.3 故障部位判断

3.3.1 主采故障

当所有的地温和温湿度都观测不到时，若两个分采的电源部分是正常的，CAN线电缆也是好的，则应是主采的问题；当风向、风速、雨量、气压、蒸发等都观测不到时，若主采的电源部分是正常的，则也应是主采的问题；当风向、风速、雨量、气压、蒸发等有一个或几个观测不到时，按前面所述检查传感器和连接电缆，若是正常的，则也应是主采的问题。

3.3.2 地温分采故障

当所有的地温都观测不到，而温湿度能观测到，查地温分采的电源(12V)是正常的，CAN总线也是正常的，则是地温分采的问题；当某一个或几个地温观测不到时，按前面所述检查传感器，若是正常的，则也应是地温分采的问题。

3.3.3 温湿度分采故障

当温度和湿度都观测不到，而地温能观测到，查温湿度分采的电源(12V)是正常的，CAN总线也是正常的，按前面所述检查温度和湿度传感器是正常的，则是分采的问题；当温度或湿度其中之一观测不到时，按前面所述检查传感器，若是芷常的，则是温湿度分采的问题。

4 结语

DZZ5型自动气象站按照统一标准设计，采用主／分采结构方式，利用Linux作为嵌入式操作系统，运用CAN总线技术、光纤通信等新材料、新技术、新工艺，综合地提高了自动站的可靠性。在熟悉DZZ5型自动气象站结构和电气原理的前提下，即使没有主采和分采备件，利用采集系统的检测命令、测量采集通道及元器件替代等方法，可以迅速确定和排除DZZ5型自动气象站采集器的故障，节省了人工和时间，提高了工作效率。

[1]李黄.自动气象站实用手册，北京，气象出版社.2007.

[2]刘丽芳,巫志刚.DZZ5新型自动站常见故障排除方法及日常维护[J].北京农业.2014(30).