两款区域自动气象站通信模块使用方法及故障排查

晁红艳，袁志强

(1.青海省海北州气象局，青海 西海 810299；2.成都信息工程大学，成都 610000)

1 引言

截至2018年初，青海省已建成543个区域自动气象站，其中超过40%的区域自动气象站是江苏无线电科学研究所有限公司研发的ZQZ-A系列自动气象站(以下称无锡系列自动气象站)。无锡系列自动气象站一般采用宏电GPRS DTU(Data Terminal unit)和CDMA DTU模块进行数据传输，其中多数是采用H7118C产品，该产品利用运营商的GPRS/GSM无线网络，为客户终端设备和数据服务中心搭建起一条无线通信链路，客户可基于该无线通信链路传输数据。近年来，由于无线通信技术的快速发展及智能手机的广为使用，中国移动和中国联通积极发展3G/4G技术，好多基站压缩了2G通道，江苏省无线电科学研究所有限公司又推出了既支持中国移动和中国联通GSM 2G的GPRS无线信号，又支持3G(WCDMA/TD-SCDMA)、4G(TD-LTE)无线信号的WUSH-8118、WUSH-9118通用通信模块。区别于中国华云技术开发公司CAWS系列自动气象站将通讯模块和采集器集成在一起的方式，无锡系列自动气象站将采集器和通信模块单独使用(模块通过采集器自带的连接扁线与采集器串口相连接)，其优点是采集器和通信模块可以单独维修，任何部件损坏后更换相应部件即可。但是，在使用通信模块前需对其进行单独参数配置。

2 H7118C通信模块配置方法

2.1 利用计算机进行设置

2.1.1 连接 将H7118C型GPRS模块连接到计算机的串口，暂不要接通其电源。连接好模块外接天线(避免在模块工作启动时，阻抗失配烧毁模块)，利用“超级终端”进行设置。

2.1.2 参数设置 选择与H7118C相连的串口号，并对其进行通信参数设置，该通信参数是保证计算机与通讯模块之间的通信。其中波特率置为57600、数据位置为8、奇偶校验置为无、停止位置为1、数据流控制置为无。

2.1.3 上电 将光标移到超级终端的编辑区内，按住空格键，同时给H7118C上电，直到出现H7000 DTU 管理工具(2.6.0 C)界面时松开空格键。

2.1.4 进入主菜单 键入H或？会显示如(图1)所示帮助信息。

2.1.5 配置通信模块参数 主要是对DTU的数据终端单元、数据服务中心DSC和用户串口进行配置。键入C，进入配置菜单，这时会要求你输入密码，密码为1234，后续按照菜单信息进行相应配置。数据终端单元设置中“DTU 身份识别码”指的就是站点的ID，每个站点都有唯一的ID号，该ID号与中心站的ID是对应的。数据服务中心DSC中“DSC IP地址”就是中心站服务器IP地址。“DSC通讯端口”就是中心站服务器端口号。串口设置(此处的串口设置是保证通信模块同采集器之间的通信)方面，ZQZ-BH类型的采集器其波特率为9600、数据位为8、校验位为无、停止位1、流控制为无流控；其它类型的采集器其波特率为4800、数据位为8、校验位为偶校验 、停止位为1、流控制为无流控。

2.1.6 参数保存 修改完成后键入r，并选择Y保存设置。

2.2 利用远程修改工具进行设置

远程修改工具“无线数据中心演示系统dsc_demo_4.exe”参数修改软件必须在中心站服务器上操作运行。关闭中心站软件，打开“dsc_demo_4.exe”，在“设置→服务设置”中把服务端口改为中心站软件相对应的UDP端口号。选择“控制”→“启动服务”，在“终端登陆号码”中选中需要修改的台站的ID号。选择“DTU管理”→“远程参数设置”，选择需要修改的台站ID号。勾选需要修改的参数，即可对该参数进行修改。修改操作完成后，点击“设置”。如果成功会返回成功信息。无返回信息请退出后重新打开该软件重新操作。得到成功信息后，点击“重启”，模块会在新的参数下运行(图2)。

图1 H7118C通讯模块配置界面 图2 H7118C通讯模块远程配置界面Fig.1 H7118C communication module configuration interface Fig.2 remote configuration interface of H7118C communication module

3 WUSH-9118通用通信模块设置方法

3.1 利用计算机进行配置

WUSH-9118通用通信模块配置方法与WUSH-8118类同，其方法如下：

3.1.1 模块连接 模块外接天线，以避免在模块工作启动时，阻抗失配烧毁模块。打开“WUSH-9118参数配置”文件下的“DTU工具盒”软件；出现(图3)界面时，使用WUSH-9118模块配置线将电脑和WUSH-9118模块相连；等待出现(图4)界面，表示已经成功连接模块。

图3 DTU工具盒软件启动界面Fig.3 DTU tool box software startup interface)

图4 WUSH-9118模块设置界面Fig.4 wush-9118 module setting interface

如连接失败或连接时间较长，进入参数配置界面，确认串口是否设置正确，点击左上角的“COMX-9600”打开串口参数配置界面，选择与WUSH-9118模块相连的串口号后完成对通信串口参数的设置，保存并关闭串口参数配置界面(波特率参数为9600、数据位为8、校验位为无、停止位1、流控制为无流控，默认登陆密码为admin)。

3.1.2 模块设置 根据图4，点击“设置参数”按钮进行相应参数设置。“DTU 身份识别码”、“DSC的 IP地址1”、“DSC的端口1”、“串口设置”与2.1.5中介绍的参数配置方法相同。

3.2 利用手机进行简单配置

使用计算机配置通信模块时需要电源线和数据线合二为一、且采用交流电带直流转换器的专用的连接线来对通信模块进行单独供电，因此，在野外受交流电条件的限制下，可利用手机短信进行简单的参数配置。

3.2.1 模块检查网络 将采集器和通讯模块连接好、连接模块外接天线并检查无误后，放入有效的SIM卡。给采集器正常供电后，模块上PWR指示灯常亮。模块 DATA 灯闪烁表示模块有数据的输入和输出，NET灯常亮表示模块已经找到网络，能与终端服务器进行通讯工作。

3.2.2 参数配置 编辑短信发送给SIM卡号，利用手机上返回的信息指令来判断设置状态。短信格式为：adminset:。模块成功配置参数后，会返回“DTU set param successes”，如果配置不成功，返回“DTU set param failed”，参数确认修改完后，发送短信“RESET”，让通讯模块进行重启。例如：修改通道1的IP地址和端口，编辑短信adminset: ip1=220.167.220.30，port1=5002。目前只能用短信修改DTU身份识别码、DSC IP和本地通讯端口3个参数。

4 两款通信模块的使用差异

4.1 配置媒介和配置环境不同

H7118C配置是通过计算机自带的“超级终端”进行配置，而WUSH-9118模块设置是采用特定软件“DTU工具盒软件”进行配置。因此，H7118配置是采用引导菜单和命令进行配置，而WUSH-9118模块是采用选择式菜单进行配置。相对而言，WUSH-9118模块的配置界面更加交互式、更加可视化。

4.2 支持的网络信号不同

H7118C模块只支持移动或联通网络2G信号，因此在使用上要根据站点所在地的网络信号，选择相应的模块和SIM卡。而WUSH-9118通用通信模块支持中国移动和中国联通GSM 2G的GPRS无线信号的同时，也支持3G(WCDMA/TD-SCDMA)、4G(TD-LTE)无线信号。

4.3 与计算机之间的通信参数不同

H7118C模块波特率为57600，而WUSH-9118模块波特率为9600。

H7118C模块不支持短信参数修改配置。

5 通信模块故障排除方法

在日常工作中要随时关注模块运行情况，熟悉模块各指示灯含义及工作状态，掌握必要的工具和经验，快速判断出故障部位，及时排除故障。

5.1 目测法

故障出现后，首先用目测法来判断模块运行状况，如模块是否外部损毁，SIM卡座是不是松动。在实际工作中，曾遇到过模块因受雷击烧毁的现象。

5.2 指示灯判断法

通讯模块有3个指示灯。指示灯全不亮，此时应该检查供电是否正常，通信模块供电线路是和传输数据一起的扁线连接在一起。可用万用表来测量是否供电电压不足，若低于12 V时不能启动通信模块工作。正常情况下NET灯为网络指示灯，应常亮，若不正常，应检查SIM卡是否正常，是否失效或欠费或未安装好或未实名认证；PWR灯应每隔8 s闪烁一次；DATA灯只有在收发数据时候才进行闪烁。在现场进行故障排查时，应关注各类指示灯的运行情况。

5.3 数据分析法

2012年2月，门源东川区域站(X4010站)出现比较有规律的掉线现象，表现为23时至11时资料缺失。首先进行蓄电池蓄电能力排查，技术人员于早晨太阳照到太阳能板前测量蓄电池的电压，结果为13.8 V，太阳能控制器蓄电池电压指示灯和负载状态指示灯均为显示正常，因此排除蓄电池故障。其次在掉线期间读取采集器数据，排除采集器故障。多次测试后最终将故障锁定为H7118GPRS通信模块因低温而故障。

5.4 替换法

这种方法简单易行，配置一块通讯模块来替换原有的模块，若传输故障解决，则说明原有模块已经故障。

5.5 异地测试法

一是将疑似故障的模块拿到能正常运行的区域自动站上测试；二是直接采用12 V直流电供电情况下，放置在移动车辆上边走边持续观察指示灯。第二种方法是在“替换法”失效的情况下采取的一种办法，多数是用来诊断网络信号的问题，对H7118C模块而言还可以判断当地移动基站是否关闭了2G信号通道。2014年7月，祁连县阿柔乡区域自动站(X4007站)出现传输故障，PWR灯每隔5 s闪烁一次，更换多个通信模块均无法排除故障。最终通过蓄电池给模块供电后放置在移动车辆上边走边持续观察指示灯，在离该区域站5 km外，PWR指示灯应变为正常的每隔8 s闪烁一次。与当地移动运营商联系检查该区域自动站所处的基站参数，发现驻波比过高，调整基站参数后故障得到排除。因此，由于2G信号通道关闭或信道变窄而导致通信模块无法正常工作的情况是较常见的。

6 结语

区域自动气象站在采用无线传输方式时，数据传输正常与否直接关系到区域自动站的传输时效，也关系到对灾害性天气的监测预警。传输数据的通信模块的参数是否设置正确，模块性能是否良好，当地网络信号是否正常是关系通信模块能否正常工作的三大要素，任何一个故障都会影响站点正常运行。因此，业务人员在工作中要熟悉各种通讯模块的配置方法，同时要对不同类型的故障不断总结分析，以提高维护保障实效，进而提高区域自动气象站的运行效率。