自動(dòng)氣象站遠(yuǎn)程故障診斷與修復(fù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

1、自動(dòng)氣象站遠(yuǎn)程故障診斷與修復(fù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)蘇禹賓，李艷萍，陶偉（廣西氣象技術(shù)裝備中心技術(shù)開(kāi)發(fā)科，廣西南寧530022）摘要：摘要：根據(jù)自動(dòng)氣象站的實(shí)際應(yīng)用，提出了一種自動(dòng)氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)的架構(gòu)，并通過(guò)運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)、子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、中心站遠(yuǎn)程診斷中心、故障修復(fù)系統(tǒng)等五個(gè)方面論述并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)氣象站故障的遠(yuǎn)程診斷和修復(fù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：故障診斷；遠(yuǎn)程診斷；故障修復(fù)；自動(dòng)氣象站1引言引言自動(dòng)氣象站屬于無(wú)人值

2、守型設(shè)備，而且大多數(shù)安裝在野外，野外現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，電磁干擾嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行在這樣的環(huán)境中面臨著巨大的考驗(yàn)，并且，隨著自動(dòng)氣象站布點(diǎn)密度不斷加大，其維護(hù)難度也在不斷增加，如果沒(méi)有故障遠(yuǎn)程診斷與修復(fù)功能，一旦出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定乃至癱瘓而又不被人及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成數(shù)據(jù)大量缺測(cè)。系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)的目的就在于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可根據(jù)配置情況，迅速確定與定位診斷故障的數(shù)量多少與位置，并可以進(jìn)行一定的故障自我修

3、復(fù)，及時(shí)向中心站報(bào)警，便于中心站根據(jù)故障修復(fù)情況進(jìn)行進(jìn)一步的修復(fù)維護(hù)。2系統(tǒng)總體系統(tǒng)總體架構(gòu)架構(gòu)圖1自動(dòng)氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)總體架構(gòu)首先，運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集自動(dòng)氣象站設(shè)備的各種參數(shù)，以便提取設(shè)備的狀態(tài)信息和可能的故障信息，同時(shí)將參數(shù)信息送至子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心，子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心啟動(dòng)故障診斷程序，調(diào)用自身的參數(shù)庫(kù)與故障庫(kù)，作出故障判斷，若確診為故障，則一方面通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)將故障信息及時(shí)上傳至中心站遠(yuǎn)程診斷中心，以便中心站遠(yuǎn)

4、程診斷中心根據(jù)故障修復(fù)情況作出進(jìn)一步的故障排除，另一方面，子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心通知故障修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的故障修復(fù)，故障修復(fù)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)故障對(duì)自動(dòng)氣象站進(jìn)行必要的一定的修復(fù)維護(hù)，如果子站診斷中心發(fā)現(xiàn)故障自我修復(fù)無(wú)效時(shí)，則迅速請(qǐng)求中心站遠(yuǎn)程診斷中心提供支持。中心站遠(yuǎn)程診斷中心在接收到故障信息或子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心請(qǐng)求支持時(shí)，調(diào)用自身的參數(shù)庫(kù)與故障庫(kù)，進(jìn)行診斷決策并最終得到診斷結(jié)果和修復(fù)向?qū)?。自?dòng)氣象站遠(yuǎn)程故障診斷和修復(fù)系統(tǒng)總體架構(gòu)見(jiàn)圖1。3運(yùn)行參數(shù)

5、采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心自動(dòng)氣象站設(shè)備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)中心站遠(yuǎn)程診斷中心故障修復(fù)系統(tǒng)子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心與中心站遠(yuǎn)程診斷中心互相通信，主要通過(guò)兩種組網(wǎng)方式，一是Inter接入方式，另一種是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)APN專線接入方式。組網(wǎng)方式示意圖見(jiàn)圖3。服務(wù)中心服務(wù)中心服務(wù)中心INTERINTERINTERGPRSGPRSGPRS無(wú)線終端無(wú)線終端無(wú)線終端圖3組網(wǎng)方式示意圖6中心站遠(yuǎn)程診斷中心中心站遠(yuǎn)程診斷中心中心站遠(yuǎn)程診斷中

6、心一方面為設(shè)備的故障診斷提供相應(yīng)的知識(shí)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行必要的維護(hù)；另一方面不斷獲取子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心的信息，由診斷專家或設(shè)備開(kāi)發(fā)人員不斷完善參數(shù)庫(kù)與故障庫(kù)，從而不斷提高自身的診斷智能和遠(yuǎn)程服務(wù)的能力。若故障特別復(fù)雜，還可由中心站遠(yuǎn)程診斷中心真正的診斷專家或設(shè)備開(kāi)發(fā)人員通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，用戶按照專家的提示進(jìn)行檢測(cè)，直至排除故障。遠(yuǎn)程診斷中心同樣也具有參數(shù)庫(kù)和故障庫(kù)，參數(shù)庫(kù)用來(lái)存儲(chǔ)子站現(xiàn)場(chǎng)診斷中心送來(lái)的參數(shù)信息和正常的運(yùn)行參數(shù)；

7、故障庫(kù)同樣用來(lái)存儲(chǔ)故障信息和解決方案。診斷專家以及設(shè)備開(kāi)發(fā)人員需根據(jù)故障信息不斷的更新升級(jí)診斷參數(shù)庫(kù)和故障庫(kù)，形成了豐富的診斷參數(shù)庫(kù)和故障庫(kù)，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。7故障修復(fù)系統(tǒng)故障修復(fù)系統(tǒng)故障修復(fù)系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)氣象站設(shè)備具備一定的遠(yuǎn)程修復(fù)能力。當(dāng)自動(dòng)氣象站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，故障修復(fù)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)故障，一般采用以下幾種修復(fù)方案：（1）啟用備份系統(tǒng)，執(zhí)行自動(dòng)氣象站基本功能操作。（2）啟用過(guò)壓、過(guò)流、欠壓保護(hù)電路。（3）對(duì)整個(gè)自動(dòng)氣象站進(jìn)

8、行冷重啟。（4）自動(dòng)氣象站核心處理器軟件修復(fù)，執(zhí)行系統(tǒng)重構(gòu)?？赏ㄟ^(guò)兩種方式軟件修復(fù)重構(gòu)，一是本地刷新處理器內(nèi)部代碼，二是遠(yuǎn)程下載升級(jí)處理器代碼。故障修復(fù)系統(tǒng)所具有的自我修復(fù)能力是有限的，在無(wú)法修復(fù)情況下（比如某些部件損壞）需要人工參與修復(fù)。8結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ)該系統(tǒng)作為一個(gè)實(shí)用的系統(tǒng)提供了多種故障遠(yuǎn)程診斷的方法以及修復(fù)方案，可對(duì)自動(dòng)氣象站設(shè)備進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)已應(yīng)用于DSD14型自動(dòng)雨量站及其衍生升級(jí)產(chǎn)品DSD14型自動(dòng)溫度雨量站

9、中，并在廣西氣象系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，取得了良好的效果，證明該系統(tǒng)具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn):[1]嚴(yán)旭等.中小型系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)技術(shù)的研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2003，（08）.[2]李常禧.電氣設(shè)備診斷技術(shù)概論[M].北京：水利電力出版社，1994.[3]胡玉峰.自動(dòng)氣象站原理與測(cè)量方法[M].北京：氣象出版社，2004.[4]李伯成.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.[5]沙占友等.單