2018相关命令在ZQZ―A型自动气象站中的应用

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　　自动气象站(AWS)是一个自动化的传统气象站，无论是节省人力或测量偏远地区的气像资料。该系统通过Argos系统和全球电信系统差不多可以进行实时回报，或储存的数据作日后传送。自动气象站往往被放置在供电网络和通讯网络内。现在，太阳能电池板，风力涡轮机和移动电话技术使自动气象站能在供电网络和通讯网络外，透过无线型式传送资料。
　　摘要：本文从区域自动站测风传感器选型和自动站维护的角度，通过探讨ZQZ-F采集器的几条相关命令的应用，以期达到节约自动站维护成本、降低自动站维护难度的目的，促进自动站保障工作朝着有利的方向前进。
　　关键词：ZQZ-A型自动气象站 测风传感器 维护 ZQZ-F采集器
　　引言
　　ZQZ-A型自动气象站是江苏省无线电科学研究所有限公司生产的中小尺度自动气象站产品，该自动气象站是适用于我市野外无人值守环境、全天候、全自动化运行的新一代综合气象观测系统中组成区域天气观测网的区域天气观测站，目前福州市气象局主要采用的是该种型号的自动气象站。福州市气象局系统组网所用的通信技术主要采用无线GPRS技术，在不适用GPRS网络的地方(如闽清县丰达农场站点)采用北斗卫星DCP平台。
　　一、测风传感器
　　福州地区ZQZ-A型自动气象站所采用的测风传感器为ZQZ-TF型测风传感器和YOUNG 05106测风传感器。
　　ZQZ-TF型测风传感器由风速传感器和风向传感器组成，具有动态特性好、线性好、精度高、灵敏度高、抗风强度大、测量范围宽、互换性好、电路寿命长、工作可靠、抗雷电干扰能力强等多种优良性能。其能适应福州地区大部分地区的测风需求，但是在海洋环境的实际使用过程中，ZQZ-TF型测风传感器抗腐蚀性能并不是很强，尤其是在海洋上高湿度、高盐度、高腐蚀性的环境中工作几年之后，传感器甚至会出现不可修复的腐蚀性损坏。
　　美国YOUNG公司生产的RM YOUNG 05106测风传感器采用风向、风速传感器一体化设计，是专门为海洋环境设计的增强型风速风向传感器。使用的材料是能够抵御来自大气污染和海洋空气环境的高强度、防紫外的热塑性材料、不锈钢和电镀铝，具有卓越的性能和优异的环境适应性，能够适应海洋上高湿度、高盐度、高腐蚀性的环境，拥有比同类型其它产品更高的使用寿命。这样高性能的传感器同样有其缺点，就是其昂贵的成本，一套05106测风传感器的价格比ZQZ-TF型测风传感器的价格要高出大约一万元。
　　综合这两种传感器的特点，福州地区大部分自动站采用的测风传感器为ZQZ-TF型测风传感器，在一些重要的沿海站点或海岛站点使用05106测风传感器。ZQZ-TF型测风传感器风向、风速的输出信号均为数字量，风向信号为7位格雷码，风速传感器则输出脉冲信号。05106测风传感器的风速传感器采用螺旋桨式，风向传感器采用尾桨式电位计。使用时先将传感器自带的信号电缆接到变送器，再将变送器的输出线接到自动站数据采集器中。
　　二、SETW命令的应用
　　ZQZ-F采集器同时支持上述两种不同输出方式的测风传感器，但是其对应的接入方式就不一样，在使用时就需要对这两种不同输出方式的测风传感器的接入做出相应的设置。设置步骤如下：
　　串口参数设置为：4800 E 8 1，用计算机连接上ZQZ-F采集器，打开通讯软件(如sscom32)，发送SETW命令可读取测风传感器的当前设置。
　　发送SETW 0命令使得ZQZ-F采集器选择ZQZ-TF测风传感器，其对应的接线图如图1：
　　图1
　　发送SETW 8命令使得ZQZ-F采集器选择05016测风传感器，其对应的接线图如图2：
　　图2
　　实际上使用SETW命令对ZQZ-F采集器进行相应的设置，还可以使得ZQZ-F采集器支持WMT50/GILL WindSonic传感器、ZQZ强风传感器、天津XFY3-1型风传感器和E115-1型风传感器的接入。利用SETW命令，我们在使采集器适应了不同类型的测风传感器的同时，并不会出现因为使用了不同类型的测风传感器而造成需要配备不同采集器备件的压力。
　　三、TEST命令的应用
　　在区域自动站的维护工作中，TEST命令是最常用的命令之一，通过向采集器(包括ZQZ-F采集器在内的多种江苏省无线电科学研究所有限公司生产的数据采集器)发送TEST命令，采集器将在几秒钟内返回数据，图3为TEST命令返回的数据格式。从图3我们可以看出TEST命令返回的数据为多要素数据，因此利用TEST命令可以迅速的对自动站的各个要素进行故障判断和调试。
　　图3
　　设置串口参数为：4800 E 8 1，可以通过串口线使计算机(在野外通常为便携式计算机)和采集器建立连接，但是这种方式在实际应用中有时候会遇到一些问题。例如有些县级单位可能达不到给自动站保障人员配备便携式计算机的业务条件;在较密集的自动站建设过程中(一天安装多个自动站)，便携式计算机的蓄电池并不一定能承受一整天的工作;在野外阳光比较充足的情况下，便携式计算机的显示器会显得偏暗且机身温度较高，这将给调试带来一定程度的不便。这时我们就需要使用远程调用TEST命令来解决上述问题。江苏省无线电科学研究所有限公司开发的自动气象站监控管理软件自带了命令发送的后门，在站点通信连接正常的情况下，打开后门后点击要发送的站点，发送TEST命令后在相应的站点的log文件中就可以看到如图3的数据格式。这样通过TEST命令的远程应用，中心站管理人员和区域自动站现场维护人员共同对自动站的各个要素进行故障判断和调试的目的，达到迅速处理自动站故障的目的。