森林火险监测站故障排查与维护

2018-09-13赵凤君张大明刘慧娟钟殿伟孙景花

吉林林业科技 2018年5期

王雨，赵凤君，张大明，周勇，刘慧娟，程莹，钟殿伟，孙景花，章林

(1．吉林省森林防火预警监测指挥中心，吉林长春 130022；2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京 100091；3.吉林省林业科学研究院，吉林长春 130033；4.珲春市林业局，吉林延边 133300；5.吉林省林业信息中心，吉林长春 130022；6.图们市林业局，吉林延边 133100)

吉林省林业科学研究院承担的中央财政林业科技推广示范资金项目《森林火险监测预警关键技术推广示范》在2016年通过了由吉林省林业技术推广站组织的验收。该技术现已在全国森林火险预警示范系统建设工程中得到广泛应用，累计推广森林火险监测预警系统3 761套，建立了相应数量的森林火险监测站，极大地带动了全国森林火险监测预警响应体系建设，促进了森林火灾预防科学化进程，很大程度地降低了森林火灾发生频率及森林火灾损失，有效地保护了人民群众生命财产安全和森林资源，产生了显著的生态、经济和社会效益。在5 年多的生产使用过程中，设备运行状态总体良好，但也会出现一些常见故障，作者针对这些常见故障及其产生的原因进行分析，并提出解决办法，旨在为该站的应用、维修与保养提供参考[1,2]。

1 森林火险监测站组成

(1)气象要素传感器：包括雨量、温度、湿度、风向、风速传感器。

(2)数据采集器：包括气象要素转换器、控制器和接口。

(3)通讯终端：包括 GPRS/CDMA 或其他远距离通讯终端(如北斗)。

(4)电源：包括充电控制器、太阳能电池板、蓄电池。

(5)附件：包括接插件、避雷器、仪器箱、基座、支架和围栏。

森林火险监测站结构见图1[2]。

图1 森林火险监测站结构Fig.1 Structure of forest fire risk monitoring station

森林火险监测站的组成见图2。

图2 森林火险监测系统各部分组成Fig. 2 The components of the forest fire risk monitoring system

2 监测站正常运行的工作状态

森林火险监测站核心模块为数据采集器，它由太阳能充电，蓄电池供电，在采集温度、湿度、风向、风速，降雨量等要素后，通过GPRS无线数据传输单元，发送给中心服务器。

以10点的数据采集为例。

(1)9:56分左右设备启动，采集板上的红灯开始闪烁。

(2)10:06分左右通讯模块上的PWR灯亮起红色，NET灯有绿色闪烁的情况。

(3)10:07分左右PWR灯在红色的状态下变成绿色，表明系统已连上中心服务器。

(4)10:08分左右PWR在绿色的状态下有红色闪烁，表明系统向中心服务器发送数据。

(5)10：10分左右采集板上的红灯停止闪烁，同时通讯模块上的NET灯和PWR灯灭掉，系统进入休眠状态，这样就完成了一次工作，到下一个整点时设备会再次启动。

3 故障排查

3.1 中心无法接收数据

打开采集器盖，首先观察充电控制器，正常情况下应该是灯1绿灯常亮，灯3或灯4有绿灯常亮或者闪亮，否则可能是电池馈电导致系统无法正常工作。充电控制器实物见图3，充电控制器待机、工作状态及故障排查详见表1。

图3 充电控制器实物Fig. 3 Charging controller entity

表1 充电控制器待机、工作状态及故障排查Tab.1 Standby, working status and troubleshooting of charge controller

检查SIM卡是否正常，在通讯模块中取出SIM卡，到手机中查看是否能通过GPRS上网，如不能，可能是SIM卡停机导致数据不能传输。通讯模块实物见图4。通讯模块的待机、工作状态及故障排查详见表2。

图4 通讯模块实物Fig. 4 Communication module entity

表2 通讯模块待机、工作状态及故障排查Tab.2 Standby, working status and troubleshooting of communication module

采集板上的19、20、21、22、23接线柱负责数据传输，可以将其拔下重新接线，然后插回，检查接线是否牢固，否则会导致数据无法传输。采集板实物见图5。

图5 采集板实物Fig. 5 acquisition board entity

3.2 某项数据无法正常显示

采集板的1、2、3、4、15、16、17接线柱连接温湿度传感器，5、6、7、8、9接线柱连接风向风速传感器。10、11接线柱连接雨量传感器，12、13、14接线柱是电源。如果某一数据显示不正常可以先将电源拔下，然后重新接线后插回，通电查看是否能恢复正常。采集板待机、工作状态及故障排查详见表3。

表3 采集板待机、工作状态及故障排查Tab.3 Standby, working status and troubleshooting of acquisition board

4 维护

要保证森林防火监测站的正常运行，应定期进行维护和检查，每个月需进行两次，并警惕危害性天气如冰雹、台风带来的危害。定期检查设备(传感器、电缆及围栏)是否完好或丢失。如有破损或丢失，应更换元件[3]。

4.1 温湿度传感器的维护

在进行温湿度传感器维护时，用湿布轻轻擦拭其表面，擦拭干净即可。

4.2 风传感器的维护

观察风传感器转动是否灵活，若有怀疑，可在1级风时再观察，若确实不灵活，应予更换。冰雹、台风等灾害性天气过后应及时仔细检查风传感器是否受损。

4.3 雨量传感器的维护

雨量传感器的核心部分为两只翻斗，电子元件较少，理论上是最可靠的传感器，但实际上易出现的问题最多，需要特别维护保养。一般主要是灰尘、树叶、昆虫等堵塞流水口或结网而影响翻斗翻转。因此，应经常拆下筒体予以检查。检查时，轻取轻放，千万不能撞击翻斗而引起翻斗翻转。旋下雨量筒外三颗固定螺丝，轻轻取下雨量筒外壳，并对外壳内盛雨处进行清洁，必要时取下中间过滤网。