DZZ5新型自动站安装维护手册 - 图文
更新时间:2024-05-11 11:56:01 阅读量: 综合文库 文档下载
一.系统介绍 .................................................................................................................................. 3 1.1 系统结构与原理 ...................................................................................................................... 3
1.1.1结构设计 .......................................................................................................................... 3 1.1.2嵌入式系统技术 .............................................................................................................. 4 1.1.3外部总线技术 .................................................................................................................. 4 1.2 数据采集器 .............................................................................................................................. 5
1.2.1 主采集器 ......................................................................................................................... 5 1.2.2 温湿度分采集器 ............................................................................................................. 6 1.2.3 地温分采集器 ................................................................................................................. 7 1.3 传感器简介 .............................................................................................................................. 8
1.3.1 温度,温湿度传感器 ..................................................................................................... 8 1.3.2 雨量传感器 ..................................................................................................................... 8 1.3.3 风传感器 ......................................................................................................................... 9 1.3.4 气压传感器 ................................................................................................................... 10 1.3.5 蒸发传感器 ................................................................................................................... 10 1.3.6 传感器日常维护 ........................................................................................................... 11 1.4 通讯系统 ................................................................................................................................ 12 1.5 供电系统 ................................................................................................................................ 12 二.设备安装 ................................................................................................................................ 14 2.1 风杆的安装 ............................................................................................................................ 14 2.2 百叶箱与温湿度传感器的安装............................................................................................. 15 2.3 雨量筒的安装 ........................................................................................................................ 16 2.4 地温传感器的安装 ................................................................................................................ 16
2.4.1 浅层地温的安装 ........................................................................................................... 16 2.4.2 深层地温的安装 ........................................................................................................... 17 2.5 蒸发传感器的安装 ................................................................................................................ 20 2.6 机箱及气压传感器的安装 .................................................................................................... 21 三.软件安装及调试 .................................................................................................................... 22 3.1 采集器的调试 ........................................................................................................................ 22
3.1.1 调试前的准备 ............................................................................................................... 22 3.1.2 获取各采集器实时采样数据 ....................................................................................... 23 3.1.3 设置辐射灵敏度系数 ................................................................................................... 24 3.1.4 设置或读取各传感器状态 ........................................................................................... 24 3.2 OSSMO2010软件安装,卸载,参数设置 ............................................................................. 25
3.2.1 软件安装 ....................................................................................................................... 25 3.2.2 软件卸载 ....................................................................................................................... 26 3.2.3 参数配置 ....................................................................................................................... 27 四、注意事项 ................................................................................................................................ 29 4.1采集系统运行状态指示灯 ..................................................................................................... 29
4.1.1、主采集状态指示灯说明 ............................................................................................. 29 4.1.2、分采集器状态指示灯说明 ......................................................................................... 29 4.2 采集器程序更新方法 ............................................................................................................ 30
4.2.1 主采集器的程序下载与更新 ....................................................................................... 30 4.2.2 分采集器的程序下载与更新 ....................................................................................... 30
4.3采集器程序版本号的查看 ..................................................................................................... 31
4.3.1主采集器HY3000版本号查看 .................................................................................... 31 4.3.2 查看分采集器版本号 ................................................................................................... 32 五、常见问题分析 ........................................................................................................................ 33 5.1如果系统不能开机怎么办? ................................................................................................. 33 5.2如果系统能开机但 OSSMO2010监控软件无数据显示怎么办?......................................... 33 5.3如果风向风速数据无怎么办?.............................................................................................. 33 5.3如果湿度数据无或数据不准确怎么办?.............................................................................. 33 5.4如果地温数据异常怎么办? ................................................................................................. 34 5.5如果气压数据无或偏移怎么办?.......................................................................................... 34 5.6如何排除温度传感器故障? ................................................................................................. 34 5.7如果没有蒸发数据或偏移怎么办?...................................................................................... 35 六 、附件 ...................................................................................................................................... 36 6.1主采集器常用调试命令 ......................................................................................................... 36
6.1.1 设置或读取数据采集器的通讯参数(SETCOM) ................................................. 36 6.1.2 设置或读取数据采集器日期(DATE) .................................................................... 36 6.1.3 设置或读取数据采集器时间(TIME) .................................................................... 37 6.1.4 设置或读翻斗雨量传感器的配置参数(SENCO) ................................................. 37 6.1.5 系统中分采集器配置DAUSET ................................................................................. 37 6.1.6 GPS模块配置GPSSET ............................................................................................... 38 6.1.7 CF卡模块配置CFSET ............................................................................................... 38 6.1.8 读取主采集器工作状态STATMAIN ......................................................................... 38 6.1.9 读取传感器工作状态STATSENSOR ........................................................................ 40 6.1.10 下载分钟常规观测数据(DMGD) ........................................................................ 40 6.1.11 下载小时常规观测数据(DHGD) ......................................................................... 42 6.2 传感器标识符 ........................................................................................................................ 44 6.3 分采集器调试命令 ................................................................................................................ 46
6.3.1气候分采集器调试方法 ................................................................................................ 46 6.3.2 辐射分采集器调试方法 ............................................................................................... 46 6.3.3 地温分采集器调试方法 ............................................................................................... 47 6.4 观测场布局图及机箱内参考照片......................................................................................... 48 6.5 服务与技术支持 .................................................................................................................... 50
一.系统介绍
1.1 系统结构与原理
新型自动气象站是按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路,做到各部件或模块互换的自适应,形成统一型号的第二代自动气象站。
在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术,即:嵌入式系统技术和外部现场总线技术。
1.1.1结构设计
整套系统按照“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计。新型自动气象站所采用的“主/分采集器”结构方式,是充分考虑到了能够实现全要素、综合观测的能力,同时具备高性能、多功能的数据处理能力,以及任意扩展的能力。
新型自动气象站的硬件部分包括:采集器(1个主采集器和若干个分采集器)、外部总线、传感器、外围设备四部分
新型自动气象站的软件部分包括:嵌入式系统软件和业务应用软件两部分。嵌入式系统软件承担嵌入式系统的运行管理,各外部设备的运行管理。嵌入式系统软件使用Linux 2.6.1为内核的Linux操作系统管理软件。业务应用软件专门用于自动站数据采集、处理的操作管理。
新型自动气象站结构框图
1.1.2嵌入式系统技术
嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心处理器,嵌入操作系统,配置相关的外围组件,构成单板电脑系统。
其特点是:功能比较齐全,基本上具备标准电脑的全部功能,所构成的系统又称单板电脑。Linux操作系统是开源的可以从网络上找到;WindowCE在使用时是需要付版权费用的。
外围部件配置基本上按照标准电脑的部件配置,包括: Flash存储器、RAM存储器、CF卡(或SD卡)存储器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。
1.1.3外部总线技术
外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元,并完成数据传输、通讯处理功能。
目前在实际应用中外部总线的方式有很多种,使用最多的是RS485方式和CAN总线方式,另外应用比较多的还有SDI-12方式。
要想外部总线的结构简单、而且数据传输可靠,基本上都是采用差分信号方式传输,所以数据传输只需要两根线。RS485和CAN总线都是采用两根线进行数据传输。因为是传输差分信号,所以采用双绞线跟有利于提高信号传输的可靠性。
所有的设备都挂接在一条通讯线上,因此必须要有一个通讯控制协议,才能够确保数据通讯的稳定可靠
CAN总线方式与RS485最大的区别在于,其具有硬件控制机制,由硬件控制器实现在发送数据时出现的冲突管理,确保数据传输的可靠性。
CAN总线的方式特点,电路运行可靠,有专用的控制协议。缺点实现起来相对比较复杂。
新型站主采分采间选用CAN总线方式通讯。
CAN总线的电气连接结构图
1.2 数据采集器
1.2.1 主采集器
新型自动气象站的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、数据处理处理全部主采集器负责完成。
主采集器的处理器采用目前先进的ARM9架构的32位CPU,型号Atmel9263。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。
加载Linux操作系统、文件处理系统,同时配接各种外部设备接口,包括:CF存储卡、RJ45网络端口、USB端口、大容量Flash存储器、多个RS232串口等。使主采集器的核心处理单元成为一个功能强大单板电脑,因而大大提高了主采集器对数据处理的能力,从而可以满足各种复杂气象探测系统的数据处理要求。
同时在主采集器内部还增加了一个对常规气象要素进行数据探测的数据采集单元。在主采集器的气象要素数据采集单元中,可以完成对10米的风速、风向、空气温度、相对湿度、降水(0.1mm的翻斗式雨量)、气压、蒸发、总辐射以及能见度气象要素的观测数据采集。从而进一步扩展了主采集器的功能,可以使主采集器能够独立成为一个高性能的气象数据采集器,构建基本的气象探测系统。
雨量1格雷码风向格雷码风速雨量2fGPS授时串口称重降水串口终端通讯串口现场调试计算机C1 G+5V D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 G +5V C2 G S1 G+5V Rx Tx GRx Tx G风向称重降水雨量风速机箱门GPS授时 Rx Tx G终端通讯RS-232 端口CAWS3000主采集器CF卡RJ45 温度* + - R 湿度* + - R 辐射* + - R 蒸发* + - R 能见度Rx Tx G 气压12V Rx Tx G CAN12V H L G ExtDC BATT12V G12V G温度V湿度mVmA总辐射蒸发串口能见度串口气压+12VDC主采集器系统结构图
1.2.2 温湿度分采集器
模拟量采集部分:可以采集温度和湿度两种模拟量。 RS232接口:板上包含1路RS232调试串口。 CAN接口:板上包含了1路CAN总线接口,可以和主采集器进行分布式连接。
1)系统硬件技术指标
调试串口:用于设备调试,固定为波特率:9600,校验位:NONE,数据位:8,停止位:1。
工作温度:工业级-40~80℃
扩展SD卡:标准配置容量2G字节,最多可存储约5年分钟数据,31天秒数据,标准设置为存储一年分钟与小时数据。
时钟精度:误差小于1分钟每月 处理器:ARM7内核,主频12M~44MHz
2)测量部分技术指标
AD分辨率:16位
通道容量: 2模拟输入
3)电气技术指标
电源输入电压:输入电压7V-15V,额定12V 电压分布结构:3.3V±1%,5V±1%,1.8V±1% 整机功耗:30mA。(不包括RS-485(20 mA))
CAWS3000-TH温湿度分采集器温度测量* + -R湿度测量* + -R调试串口Rx TxGndCAN端口+12V GndH L+12V GndCAN总线现场调试计算机+12VDCV温度传感器湿度传感器Pt100湿敏电容温湿度分采系统结构图
1.2.3 地温分采集器
模拟采集部分:可以测量12路的PT100电阻信号输入。
RS232:板上包含1路RS232通道,可以实现与其他设备的连接。
1)系统硬件技术指标
调试串口:用于设备调试,固定为波特率:9600,校验位:NONE,数据位:8,停止位:1。
工作温度:工业级-40~80℃ 处理器:Mega64处理器
2)测量部分技术指标
AD分辨率:16位
通道容量: 12路电阻输入 电阻测量精度:0.04Ω 电阻采样范围:70Ω~150Ω
3)电气技术指标
电源输入电压:输入电压7V-15V,额定12V 电压分布结构:5V±1% 整机功耗:18±2mA。
Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻红外差分热敏电组μV+5VGnd现场调试计算机* + - R-R* + - R* + -R* + -R-R* + - R* + - R40cm4080cm80cm160cm320cm80cm320cm红外地温腔体温度RS232RSRx Tx * + -R* + -RRx Tx G* + - R* + - RG调试调试RS232串口RS-端口CAWS3000CAWS3000-ST 地温分采集器草温* + - R地表温地表温* + -5cm5cm10cm10cm15cm* + - R-* + - R* + - R* + - R* + -R* + -R15cm20cm* + - R* + -R20cmCAN12V H L GExtDCBATT12V G12V GCAN总线Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻Pt100铂电阻+12VDC+12VDC地温分采系统结构图
1.3 传感器简介
1.3.1 温度,温湿度传感器
1)HMP155温湿传感器
测温元件是铂电阻传感器Pt100。感应部件位于传感器杆头部,外有一层滤膜过滤罩保护。
测湿元件是聚合物薄膜电容传感器HUMICAP180。供电电源为+7~35VDC。输出电压为0-1V,对应湿度为0-100%。
接线图如下:
2) HY-T型温度传感器
热敏元件为铂电阻传感器Pt100,感应部件位于传感器顶端,实际应用中,该传感器安装于辐射罩或百叶箱内。
HY-T型温度传感器测量原理图
铂电阻为100Ω时,温度为0℃,温度每升高1℃,电阻增大0.385Ω。
1.3.2 雨量传感器
SL3型雨量传感器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等组成。
1)基本原理
雨水由承水口汇集,进入上翻斗。上翻斗的作用是使降水强度近似大降水强度,然后进入计量翻斗计量,计量翻斗翻动一次为0.1mm降水量。随之雨水由计
量翻斗倒入计数翻斗。在计数翻斗的中部装有一块小磁钢,磁钢的上面装有干簧开关,计数翻斗翻转一次,则开关闭合一次,由开关的闭合送出一个信号。输出信号由红黑接线柱引出。
2)日常维护与保养
仪器在使用过程中应每月一次进行维护保养,以防风沙及其他因素影响正常使用,如遇特殊环境,可根据实际情况进行维护保养。
(1)断开通讯电缆,松开外壳螺钉,将外壳取下。 (2)观察外壳是否有泥沙,如有,用清水冲洗干净,。
(3)观察漏斗处是否有泥沙阻塞,如有,用针状物通顺,但不能损坏过水通道,然后用清水冲洗干净。
(4)将翻斗用清水轻轻刷洗干净,并将清洗后的翻斗背面用干净的布或面巾纸檫干净。
(5)上述工作完毕,将外壳与底盘固定。
(6)用清水轻轻倒入筒壳中,听内部有无翻斗声,如有则正常,如没有则没安装好,需重复上述步骤。
(7)将电缆接好。
(8)在冬季或长期不下雨时应将传感器外壳用塑料盖盖好,以防风沙堵塞传感器进水口。
3)注意事项 长期运行时,请根据本地环境,定期用水冲洗翻斗内表面,确保翻斗的精度。
1.3.3 风传感器
1)原理
风速传感器的工作原理
风速传感器的感应元件为三杯式回转架,信号变换电路为霍尔开关电路。 风杯转动时,万用表测量风速信号电压输出因为供电电压的一半(6V左右)。
风速传感器 风向传感器 风向传感器的工作原理
风向传感器的感应元件为风向标组件,风向信号电压随风向角度的增加而线性增大,也就是0-2.5V输出电压线性对应于0-360度。
2)维护
?(1)风向
如果使用得当仪器无须维护,若严重污染,将会堵塞转动部件与静止部件之间的缝隙,要清除积聚的污垢。
仪器工作几年后,轴承会出现磨损情况。表现为风杯部分响应灵敏度降低。此时应将仪器送回厂家修理。轴承每年必须通过转动传感器的轴目测检查一次,检查时要先卸下风向标,正常情况下,轴应该转动灵活,无明显噪声。
?(2)风速
如果使用得当仪器无须维护,若严重污染,将会堵塞转动部件与静止部件之间的缝隙,要清除积聚的污垢。
仪器工作几年后,轴承会出现磨损情况。表现为较高的启动转矩或风杯不能长期连续转动。此时应将仪器送回厂家修理。每年必须通过转动传感器手柄目测检查一次。检查时先要卸下风杯。中心轴转动应当灵活润滑,感觉不到明显噪声。
风杯与主轴已经固定成为一体,如维护时拆开,重新装配,上好螺钉后必须再涂密封胶。
滚动轴承必须密封清洗。沙漠地区半年左右,一般地区一年左右,海域地区一年半左右应清洗一次。滚动轴承两边带防尘盖,清洗时可以不把防尘盖取下。把轴承放入高号汽油或洗汽油中浸泡半个小时到一个小时,再浸泡过程中要多次旋转,使赃物随汽油排出将汽油晾干后,注入特3或者特4号或耐低温-40℃、高温80℃,低粘度的仪表油6到8滴。
1.3.4 气压传感器
PTB210气压传感器
PTB210系列数字气压表可有不同的压力范围。分为两种基本型: ??数字输出对应大气压:500?1100hPa 和 50?1100hPa
??模拟输出对应大气压:500?1100hPa,模拟输出0?5V和0?2.5V
1.3.5 蒸发传感器
AG1.0型超声波蒸发传感器用来测量水位和蒸发量。可用于室内和野外观测,由超声波蒸发器和支架两部分组成。
超声波蒸发传感器根据超声波测距原理,选用高精度超声波探头,对标准蒸发皿内水面高度变化进行检测,转换成电信号输出。并且配置了PT-100温度校正部分,以保证在使用温度范围内的测量精度。
输出信号类型:电流信号4-20mA,对应蒸发水位时100-0mm。
1.3.6 传感器日常维护
各传感器的维护请参照相关章节。各传感器出厂前都经过检定和校准,请您根据气象仪器检定的相关要求进行定期的检定或校准。必要时可以与我公司联系。
??自动站在运输过程中避免强烈碰撞和挤压。 ??各传感器在使用过程中要轻拿轻放。
??不要直接接触电路板上的元器件,也不要用手直接按压电路板、采集器内部连线。
??采集器内部应当注意防水、防潮。
??定期查看设备的各个部分是否被腐蚀或者自然损坏,尤其是在自然条件较为恶劣的站址。如果有损坏或者腐蚀应当立即进行处理、更换或者咨询我公司。 ??若半年不使用,再次使用之前要检查电压。电池长时间使用后应当定期查看是否有液体流出,如果有应当立即更换新电池,或者咨询我公司。
1.4 通讯系统
主采集器与终端计算机间通讯可选择长线进行串口数据通讯,或者光纤,点对点通讯服务器等多种方式。
+12VGnd采集器机箱内接主机4采集器机箱外20接主机447725针插头2025针插头25孔插头黑25孔插头5Rx绿2棕采集器RS232端口Tx黄32白11330.5mm2镀锡导线0.3米0.5mm2镀锡导线0.3米菲尼克斯5孔插座菲尼克斯5针插头430.5mm2屏蔽电缆200米430.5mm2屏蔽电缆0.3米主采集器与终端计算机接线图
1.5 供电系统
交流供电电源系统,由四部分组成,分别是空气开关、防雷器、电源控制器和免维护电池
供电系统结构图
29孔插头PC机RS232(9针DB9)GC-25T20GC-25T73342G73兰22237
交流供电系统
二.设备安装
2.1 风杆的安装
1) 安装风杆底座
A、拧上螺丝,调节两根短螺丝上螺母的水平(可以适当的加垫片)。
B、调节风杆底座使其倒向方向尽量为正方向。
C、使用水平尺调节底座水平调节螺母使底座垂直的两个方向均保持水平状态,然后拧紧固定螺母,固定底座如图所示。
2) 安装风横臂以及风传感器
A、将风横臂上的风传感器线通过上端风杆的圆孔穿过风杆底座。 B、连接三节风杆,风杆连接处用螺丝固定,并将风杆与底座固定。
C、将风横臂固定在风杆顶部,使用指南针调节风横臂方向使其保证风杆立起来后风向传感器安装在正北方,风速传感器安装在正南方,拧紧螺丝固定风横臂。
D、将风速传感器安装在横臂南端,风向传感器安装在北端,注意将风向传感器调正北方向。
3) 安装拉线
A、将拉线固定在各节风杆上,上部拉线抱箍位置固定在距风横臂顶端一米左右,下部拉线抱箍固定在距风横臂顶端四米左右如左图所示。
B、磁环安装在与避雷针预定安装方向同侧的上下两根拉线上,如图所示。 C、套上拉线保护管,拉线下方用调节螺栓与基础连接,通过调节螺栓保证风杆的垂直。
4) 安装避雷针
A、将避雷针固定用胶木棒固定在风横臂下方,方向与风横臂呈垂直,注意避雷针顶端高度一定要高过风横臂上的传感器,尽量放高。
B、将黄色接地线与避雷针连接。 C、将接地线从上部拉线的绝缘磁环处开始顺下,并用扎线将接地线与拉线每间隔0.5至1米处固定好。
D、防雷线接在观测场预先做好的地网上,但接避雷线的地网与接机箱接地线的地网不可用同一个。
2.2 百叶箱与温湿度传感器的安装
1) 将百叶箱安装在风杆的南方,注意将连接温湿度分采线从百叶箱底座穿
出后再固定底座,百叶箱安装分为三个部分,先安装底座,然后联接架,最后是百叶箱主箱体,注意保证百叶箱箱门方向朝北。
2) 将温湿传感器和高精度单温传感器通过转接盒固定垂直吊挂在百叶箱中央,两个传感器的探头距地高度均应为1.5米左右。安装好温湿传感器后应将探头上的保护塑料罩去除,安装温度传感器时应保证其金属部分不与支架接触。温湿分采集器支架安装在百叶箱圆体立柱与箱体之间的平面上,支架防雨外壳开口处朝北方向。
2.3 雨量筒的安装
1) 首先要先取下雨量桶外的固定螺丝,将雨量桶外桶取下。 2) 将雨量线从雨量桶底部的穿线孔穿出。
3) 将雨量线固定在雨量桶上固定螺丝上,屏蔽接在雨量桶底部的螺丝上,注意雨量筒调节水平。
4) 雨量筒的安装要求高度为70cm(地面到承水口的高度),承水口水平。
2.4 地温传感器的安装
首先将地温分采立杆固定在预先做好的基础上,然后地温分采箱固定于立杆上。
2.4.1 浅层地温的安装
要求:浅层地温安放在观测场南面平整出的裸地上,地段面积为2?4平方米。深层地温安放在观测场南面浅层地温旁一块地面有自然覆盖物(草皮或浅草层),
面积为3?4平方米的范围,地面要保持平坦,草层与整个观测场上草层同高。按自东向西、由浅而深方式安放,表间相隔50厘米,在地段中部排成一行。线缆需穿入PVC管并埋入土中。
地表温度、5cm、10cm、15cm、20cm浅层地温安放在地表温中心线线上西边约20厘米处,并用专用安装架安放于土壤中埋好。传感器的感应头朝向统一,且均指向南方。填埋时,埋至支架上的刻度线位置,确保地表温度传感器感应部分及表身,一半埋入土中,一半露出地面。埋入土中的感应部分与土壤必需密贴,不可留有空隙;露出地面的感应部分和表身,要保持干净。
N 浅层地温支架填埋刻度线 传感器 草温支架填埋刻度支架 浅层地温 草温
2.4.2 深层地温的安装
1) 将传感器插入筒里,传感器的感应头与金属帽的孔持平。
2) 将木杆插入小套筒之中,用螺丝固定住。将线缆卡在木杆上的凹槽中,把棉条绕在相应位置,用铜丝固定。
3) 最后将整个固定杆插入预埋的套筒之中。注意每个深度的传感器对应的线缆。
4) 将地温表与分采器连接,根据浅层至深层的深度顺序依次接在对应插头上。
地温分采集机箱 深层地温
浅层地温 草温
2.5 蒸发传感器的安装
在设备安装开始前,先按照下图检查场地基础布局、各安装部件基础尺寸要求是否已达到施工标准,对不合格部分先进行必要调整,待达到施工要求后按下面步骤开始安装。
1) 在蒸发桶内侧壁,人工观测的正下方,距蒸发皿上边缘40cm处,用开孔器扩一个Φ50的孔(开孔钻头附在设备包装内)。
2) 安装水管连接器,安装时要套好密封胶圈,然后缠绕适量生料带,拧紧后在螺纹处涂抹适量硅橡胶,确保密封严格。
3)将蒸发传感器下部不锈钢部分与百叶箱固定,用水平管按安装布局图调整百叶箱与蒸发皿的相对高度,注意蒸发皿的溢流孔高度低于超声波传感器最高测量线约2毫米,高度调整好后,将蒸发传感器调平并固定。
4) 将铝塑管截取适当长度,使其两端分别连接到蒸发皿和超声波传感器不锈钢筒底部,然后从管的中部截断,将快开阀门串联密封接好。
5) 将溢流筒与蒸发皿用软管连接,注意连接软管和溢流筒的安装高度要均低于蒸发皿溢流口。
6) 全套设备安装好后加水测试,看各个接头是否密封严格,测试数据是否准确。
2.6 机箱及气压传感器的安装
1)将安装机箱用的立柱固定在预先做好的基础上,注意调节立柱底部的水
平并且将有抱箍的方向对准正北或东面。
2)将机箱安装在预先做好的抱箍上,机箱门对准正北或东方向,电池箱抱箍横臂朝向反方向安装在立柱上,然后用螺丝将电池箱与抱箍拧紧,两箱之间要连接一根电池线。
3)将机箱下端的接地线接在地网上。
4) 气压传感器已经固定于机箱内部,通过静压管与外界大气相通。将静压管安装于机箱下部的孔上,安装时避免阻塞静压管。
注意:机箱下方有一个出线口,除电池线外所有需要连接在机箱上的线全部由此出线口引出。
三.软件安装及调试
3.1 采集器的调试
3.1.1 调试前的准备
1)主采集器调试准备
主采集器的RS232-1口既是通讯串口,又可以做调试串口,其调试线为一端为DB9母头,另一端为冷压端子的串口线
TX 采集器
RX G冷压端子RX 2TX 3G 5母头计算机终端2)分采集器调试线
分采集器的调试串口为DB9公头,其调试线为双母头交叉串口线。
DB93TX RX 2计算机终端分采集器
主采集器调试线 分采集器调试线
DB9母头DB9母头2 RX 5 GTX 3G 5
注意:
调试主采集器既可以通过笔记本现场串口线连接采集器通讯口,也可以通
过上位机软件OSSMO 2010中的自动站维护终端工具来进行
调试主采集器时,键入控制命令后,应键入回车/换行键。
3.1.2 获取各采集器实时采样数据
命令格式:OBSAMPLE xxx 命令符: OBSAMPLE
参数: xxx为分采集器的标识,参下表 XXX 对应采集器 MAIN 主采集器 CLIM 气候分采 RADI 辐射分采 EATH 地温分采 SOIL 土壤水分分采 XXX ???. 示例: 读取主采集器的实时观测数据,发送 OBSAMPLE MAIN命令。 则返回数据格式如下:
17:56:04 P:1001.2 T0:-0.09 U:20 WD:320 WS:0.9 LE:12.34 RAT:0.3 VI:11211 DOOR:1 MBTEMP:27.7 POWER:11.5
主采集器实时数据格式 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 要素 时间 气压 温度 湿度 风向 风速 蒸发水位 翻斗雨量 能见度 机箱门状态 主板温度 电源电压 格式单位 HH:MM:SS P:1001.2 hPa T0:-0.09摄氏度 U:20 % WD:320度 WS:0.9m/s LE:12.34 mm RAT:0.3mm VI:11211米 DOOR:1 1标示闭合 0标示打开 MBTEMP:27.7 摄氏度 POWER:11.5V 注释 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 读取地温分采集器实时观测数据,发送 OBSAMPLE EATH 命令。 返回数据格式如下
18:13:42 TG:11.11 ST0: 11.11 ST1: 11.11 ST2: 11.11 ST3: 11.11 ST4: 11.11 ST5: 11.11 ST6: 11.11 ST7: 11.11 ST8: 11.11
地温分采集器实时数据格式 序号 1 2 3 4 要素 时间 草温 地表温 5cm地温 格式单位 HH:MM:SS TG:11.11 摄氏度 ST0:11.11 摄氏度 ST1:11.11 摄氏度 注释 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示
5 6 7 8 9 10 11 10cm地温 15cm地温 20cm地温 40cm地温 80cm地温 160cm地温 320cm地温 ST2:11.11 摄氏度 ST3:11.11 摄氏度 ST4:11.11 摄氏度 ST5:11.11 摄氏度 ST6:11.11 摄氏度 ST7:11.11 摄氏度 ST8:11.11 摄氏度 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 若传感器异常,用////表示 3.1.3 设置辐射灵敏度系数
命令符:SENSI XX pp
其中,XX为辐射传感器标识符,见附件6.2。
参数:pp为辐射传感器的灵敏度值。单位为毫伏每瓦每平方米(μV2W-12m2),取2位小数。若为净辐射,则返回两组值,第1组为传感器白天灵敏度值,第2组为传感器夜间灵敏度值,两组数据之间用半角“/”分隔。
示例:若总辐射灵敏度值10.32,则键入命令为: SENSI GR 10.32↙
返回值:
若数据采集器中的净辐射灵敏度值白天为9.34,夜间为-10.20,直接键入命令:
SENSI NR↙
正确返回值为<9.34/-10.20>。
3.1.4 设置或读取各传感器状态
命令符:SENST XXX
其中,XXX为传感器标识符,见附件6.2
参数:单个传感器的开启状态。用 “0” 或“1” 表示,“1” 表示传感器开启,“0” 表示传感器关闭;当为通风防辐射罩时,“0” 表示通风状态工作不正常,“1” 表示正常。
示例:若没有或停用蒸发传感器,则键入命令为: SENST LE 0↙ 返回值:
实际未配备的传感器应该将其关闭。
3.2 OSSMO2010软件安装,卸载,参数设置
3.2.1 软件安装
硬件环境:微机基本配置CPU 2.0或以上,内存1G ,硬盘80G,显示器分辨率10243768。
操作系统:WINDOWS 2000、WINDOWS XP、WINDOWS2003。 地面气象测报业务软件(OSSMO 2004)与自动气象站监控软件(SAWSS 2010)打包捆绑在一起,统称为“新型自动站终端软件 2010”,所以软件的安装均以此进行说明。
1)首先找到“新型自动站终端软件 2010”安装文件,选中exe文件,双击鼠标左键,安装程序开始运行,出现《新型自动站终端软件 2010》的安装向导窗口。在显示进度条期间,安装程序自动检查系统运行的需求,如是系统所必须的运行对象不存在,则会给出“严重”的窗口提示,点击“确定”后,将会退出安装程序。当显示器的分辨率低于10243768时,将会给出如下信息:
点击“确定”后,将会退出安装程序。
进度条显示满100%后,即系统运行需求满足,则会继续安装,进入欢迎窗口。
2)单击“下一步(N)”按钮进入下一个安装界面。如图2,。如果安装要放弃安装,点击“取消”按钮(在下面的每一个步骤中都是一样的)。
在软件许可协议窗口显示了该软件的许可协议。 只有选择“是(Y)”按钮,才能继续下一步的安装过程,否则将中止安装过程。如果选择“上一步”按钮,将返回欢迎窗口。
图2 图3 3)点击“下一步”按钮,进入用户注册信息画面,如图3.
在这里输入用户名称和公司名称以及产品序列号,产品序列号为12345。 点击“下一步”按钮,进入安装路径选择画面。 4)安装程序缺省的目的文件夹为“D:\\OSSMO 2004”,当计算机有两个以上
图1 图2
2)然后在单击“选择工程”按钮,选择对应的需要下载或更新的“PRA”文件类型,如图2
3)选择后单击“打开按钮”,点击开始“开始下载”,此时给采集器上电,“下载状态区”会显示出“准备下载程序”的字样,然后下载状态区会变为“正在下载程序”并显示出进程,如图3。
图3 图4
4)当进程走到100%后,下面的“参数下载进度”会变为“准备下载参数”然后再变为“正在下载参数”,并且开始滚动下载进程。当正进程到100%后程序下载或更新完成,如图4.
之后30秒左右采集器发出2下滴滴的蜂鸣声,说明采集程序下载完成并自动重启成功;这样就完成了该采集器的程序下载或更新,可以关闭下载工具进行其他操作。
4.3采集器程序版本号的查看
当采集器程序下载或更新完成后需要对其程序的版本号进查看,检查是否更新成功。
4.3.1主采集器HY3000版本号查看
方法一:打开OSSMO 2010软件自动站维护终端,点击“打开控制台”发送命令查看。如图1
方法二:用一端串口另一端冷压端子的串口线将计算机和HY3000的RS232-1
串口连接,打开串口调试助手或其他串口通讯工具软件发送命令查看。如图2
图1
图2
命令“ VERSION”,回车点击发送,串口接收区返回相关的程序版本号,例如“HARDVERSION:V1.00 SOFTVSERION:V2.03 FILEVERSION:V1.00, COMPILETIME Sep 26 2012 14:03:11”。
说明:只需要查看软件版本号“SOFTVSERION:V2.03”及编译时间“COMPILETIME Sep 26 2012 14:03:11”和更新的版本符合即可。
4.3.2 查看分采集器版本号
工具:
①串口调试助手或其他串口通讯工具软件 ②双母头的交叉串口线一根
首先将笔记本电脑或台式机与分采的DEBUG串口用交叉串口线连接,然后打开“串口调试助手或其他通讯工具”并选择好对应的串口通讯需求参数,如:COM1、9600.N、8、1.然后给采集器重新上电,此时在“串口调试助手或其他通讯工具”的接收区会接收到该采集器的程序版本号,
如:“HUAYUN SUB_TERMINAL DEVICE INITIALIZE OK! VERSION: HY1300-012-015!”
说明:HUAYUN SUB_TERMINAL DEVICE INITIALIZE OK!说明系统初始化成功,
VERSION: HY1300-012-015!代表该程序版本号。
五、常见问题分析
5.1如果系统不能开机怎么办?
对设备的检测首先从检查电源开始,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,是否有短路现象等等;电源正常方可进行其他方面的检测,如更换采集器。
5.2如果系统能开机但 OSSMO2010监控软件无数据显示怎么办?
首先在啊OSSMO2010的监控界面打开“自动站维护”下的“维护终端”,然后“打开控制台”在命令发送框内输入“OBSAMPLE MAIN”或“DMGD”或其他查看数据命令,点击发送,有如下几种情况:
1、如果在回显框内有正确的数据回显,那么说明自动站系统没问题,应检查上位机软件“OSSMO2010”的版本号是否符合该站,“注”:本公司所有的软件在www.hyservers.com上能下载,登陆后请选择您需要的版本下载安装。
2、如果在回显框内显示不正确或没有回显,说明故障出现在自动站设备上;如果没有数据有可能就长线驱动器故障或主采集器故障,需将笔记本电脑和主采集器的RS232-1连接后,通过“串口调试助手”或其他串口工具发送“OBSAMPLE MAIN”或“DMGD”或其他查看数据命令,如果有正确的数据回显,说明长线驱动器故障或长线未连接好或长线断裂;做相应的更换检查处理即可;如果没有回显或数据格式不正确,那么就有可能是主采集器故障,尝试更新主采集器程序或更换主采集器。
5.3如果风向风速数据无怎么办?
首先通命令查看采集器数据是否也缺少该数据,如果采集器数据也无,首先检查风传感器的供电是否正常,再检查传感器的信号输出,方法:
1、风速,用万用表测量其输出端和地之间的电压,若风杯转动正常应该在工作电压的一半左右,如果不是,说明该传感器故障,做更换处理即可。如果输出电压正常,可能是采集器通道故障或其他原因。
2、风向,新型站配用的风向传感器是格雷码输出的信号输出的,单独对他做出好坏判断比较繁琐,建议直接更换一个试试,如更换后正常,说明是传感器故障,如不正常,可能是采集器通道故障或其他原因。
5.3如果湿度数据无或数据不准确怎么办?
如果是不准确,应先检查传感器本身,因为湿度传感器是高精度传感器,需定期进行保养维护,看看是否已过了维护期及所有的接地屏蔽是否接触良好。
如果是没有数据,首先应通过命令查看原始数据,如果没有,再进行传感器自身的检查,湿度传感器是模拟信号输出的,输出电压为0V-1V之间,对应的湿度值是0-100%,用万用表测量传感器的输出端和地之间的电压值,看看是否在
测量范围内,如果不在,做更换即可,如果在,可能是采集器通道故障或其他原因。
5.4如果地温数据异常怎么办?
1、一般情况地温不可能全部同时异常,如果所有地温同时无数据,那一定是分采或总线以及电源的问题,分步检查即可。方法:
先检查分采的电是否正常,分采是否正常工作,如果是,通过HY3000的RS232-1口用计算机连接后,用串口调试助手发送命令“OBSAMPLE EATH”会返回所有的数据,如果没有,就应该检查分采了,将计算机连接分采的串口,用串口调试助手发送命令“GETMINDATA!”或其他命令,若有数据返回,说明分采集器正常,则检查CAN通讯故障;若无数据返回,则分采故障,做更换处理后。
2、如果是单个地温不正常或没数据,就做单个检查,方法同检查温度传感器,或直接做单个更换后,若恢复正常,视为传感器故障,不正常,视为分采通道故障,返回维修即可。
3、如果某一层或几层地温数据偏高或偏低。可能安装时相应地温传感器接入地温分采集器的通道顺序错误,调整正确即可。
5.5如果气压数据无或偏移怎么办?
新型站配置的气压传感器是PTB210高精度气压传感器,在新型站中是数字输出型,如果通过串口查看后无气压原始数据,在检查供电和线缆及屏蔽正确连接的情况下,将计算机和PTB210通过串口连接,或通过HY3000的调试串口发送OPEN COM4使气压和计算机实现通讯,打开串口调试助手或其他通讯工具,将串口调试助手设置为9600、E、7、1,然后发送命令”.P”注意需要在英文格式下输入;如果气压传感器正常会返回对应的气压数据,说明传感器本身没问题,那么就可能是采集器通道故障或其他原因造成;如果没有返回说明传感器故障,需要返回维修。
5.6如何排除温度传感器故障?
检查温度传感器所有的线序是否正确,“(注”:正确的连线方式为,用万用的蜂鸣档分别测量温度传感器的4根线,每发生短路的2根接为一组,1、2或3、4);温度值计算方法:用万用表测量温度传感器的1脚(或2脚)与3脚(或4脚)之间电阻值R1,大概110欧姆左右(常温下),再测量1脚与2脚(或3脚与4脚)之间的电阻值R2,大概几欧姆。再用用 R1-R2=R. 然后用公式T=(R-100)/0.385计算出测量的温度值与标准值相对比来判断传感器的好坏。“注”两组都需要分别测量一次做计算,以免漏判断单芯线缆断裂。
5.7如果没有蒸发数据或偏移怎么办?
首先通过命令从主采集器查看是否有原始数据,原始数据是否正确,如果有,可能是上位机软件设置问题,如果没有,需要对蒸发传感器进行检查,先查看传感器的供电是否正常(供电电压为10-15V),若正常,在查看传感器到采集器之间的线缆插头是否插好,将插头插好后,用万用表的电流表测量其信号输出端和信号地之间的电流;蒸发传感器输出的输出信号为电流输出,量程范围为0mm—100mm,当处于最高水位时端输出电流为4mA,当水位处于最低水位的时输出电流为20mA;输出电流和蒸发水位呈现出线性关系,依据测量值来判断传感器的好坏及精确度。
另外如果传感器的不锈钢圆筒内有异物,也会影响其测量精度。
六 、附件
6.1主采集器常用调试命令
串口通讯参数: 9600,N,8,1。 终端命令格式一般说明
⑴各种终端命令由命令符和相应参数组成,命令符由若干英文字母组成,参数可以没有,或由一个或多个组成,命令符与参数、参数与参数之间用1个半角空格分隔;
⑵监控操作命令分一级和二级,若为二级命令时,一级与二级命令之间用半角空格分隔;
⑶在监控操作命令中,若命令符后不跟参数,则为读取数据采集器中相应参数据;
⑷命令符后加“/?”可获得命令的使用格式;
⑸在计算机超级终端中,键入控制命令后,应键入回车/换行键,本格式中用“↙”表示;
⑹返回值的结束符均为回车/换行;
⑺命令非法时,返回出错提示信息“BAD COMMAND.”; ⑻本格式中返回值用“<>”给出;
⑼若无特殊说明,本部分中使用YYYY-MM-DD HH:MM表示日期、时间格式。
6.1.1 设置或读取数据采集器的通讯参数(SETCOM)
命令符:SETCOM
参数:波特率 数据位 奇偶校验 停止位 示例:若数据采集器的波特率为9600 bps,数据位为8,奇偶校验为无,停止位为1,若对数据采集器进行设置,键入命令为:
SETCOM 9600 8 N 1↙
返回值:
正确返回值为<9600 8 N 1>。
6.1.2 设置或读取数据采集器日期(DATE)
命令符:DATE
参数:YYYY-MM-DD(YYYY为年,MM为月,DD为日)
示例:若对数据采集器设置的日期为2006年7月21日,键入命令为: DATE 2006-07-21↙
返回值:
DATE↙
正确返回值为<2007-10-01>。
6.1.3 设置或读取数据采集器时间(TIME)
命令符:TIME
参数:HH:MM:SS(HH为时,MM为分,SS为秒)
示例:若对数据采集器设置的时间为12时34分00秒,键入命令为: TIME 12:34:00↙
返回值:
TIME↙
正确返回值为<07:04:36>。
6.1.4 设置或读翻斗雨量传感器的配置参数(SENCO)
命令符:SENCO XXX 命令符:SENCO XXX
其中,XXX为传感器的标识符,见附件6.2
参数:三次多项式系数 a0、a1、a2、a3。系数之间用半角空格分隔。 示例:若气候分采所挂接的翻斗雨量计雨量与脉冲计数的关系R=0.5f,则多项式系数为 0、0.5、0、0,键入命令为:
SENCO RAT1 0 0.5 0 0↙
示例:若气候分采所挂接的翻斗雨量计雨量与脉冲计数的关系 R=0.2f,则多项式系数为 0、0.2、0、0,键入命令为:
SENCO RAT1 0 0.2 0 0↙
返回值:
若气候分采挂接0.5mm/翻斗的大翻斗,数据采集器中的多项式系数为 0、0.5、0 、0,直接键入命令:
SENCO RAT1↙ 正确返回值为<0 0.5 0 0>。
6.1.5 系统中分采集器配置DAUSET
命令符:DAUSET XXX
其中,XXX为传感器标识符,见附件6.2。 各分采集器标识符 序号 分采集器类别 1 气候观测分采集器 2 辐射观测分采集器 标识符 CLIM RADI
3 地温观测分采集器 EATH 4 土壤水分观测分采集器 SOIL 5 海洋观测分采集器 SEAA 参数:分采集器的配置。用 “0” 或 “1” 表示,“1”表示配置有相应分采集器,“0”表示没有配置相应分采集器。
示例:若系统配置有气候观测分采集器,则键入命令为: DAUSET CLIM 1↙
返回值:
6.1.6 GPS模块配置GPSSET
命令符:GPSSET 参数:系统没有配置GPS模块,参数为“0”,如配置有GPS模块,参数为“1”。 示例:当前系统配置有GPS模块,则键入命令为: GPSSET 1↙
返回值:
6.1.7 CF卡模块配置CFSET
命令符:CFSET
参数:系统没有配置CF卡,参数为“0”,如配置有CF卡,参数为“1” 示例:当前系统配置有CF模块,则键入命令为: CFSET 1↙
返回值:
6.1.8 读取主采集器工作状态STATMAIN
命令符:STATMAIN
示例:读取主采集器当前工作状态,则键入命令为: STATMAIN↙
返回值:STATMAIN 0 126 1 225 0 0 0 1025 0 1 0 0 0 576 256↙ 返回值的数据格式见表4.5。
主采集器工作状态顺序及内容 序号 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 标识 主采集器运行状态 主采集器电源电压 主采集器供电类型 主采集器主板温度 主采集器AD模块工作状态 主采集器计数器模块状态 状态内容 STATMAIN “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态;“N”表示没有该采集器 单位为伏(V),取1位小数,原值扩大10倍存储 “0”表示交流供电,“1”表示直流供电 单位为摄氏度(℃),取1位小数,原值扩大10倍存储 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态;“N”表示无AD模块 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态;“N”表示无I/O通道 “0”表示正常工作;“1”表示没有检测到CF卡(没有插入);“2”表示方式 8. 主采集器CF卡状态 表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态;“N”表示无CF卡 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 主采集器CF卡容量 主采集器GPS状态 主采集器门开关状态 主采集器LAN状态 主采集器RS232/RS485终端通信状态 CAN总线状态 蒸发水位 称重降水传感器承水桶水量 保留1 保留2 保留3 保留4 保留5 单位为MB,取整数; 当没有或未插入CF 卡时,填入一个“-”。 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态;“N”表示无GPS模块 “0”表示打开或未关好;“1”表示关上 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态 “0”表示正常工作;“2”表示有故障,不能工作;“9”表示没有检查,不能判断当前工作状态 单位为mm,取1位小数,原值扩大10倍存储 当未启用蒸发传感器时,填入一个“-” 单位为mm,取1位小数,原值扩大10倍存储 当未启用称重降水传感器时,填入一个“-” 填入一个“-” 填入一个“-” 填入一个“-” 填入一个“-” 填入一个“-”
6.1.9 读取传感器工作状态STATSENSOR
命令符:STATSENSOR XXX
其中,XXX为传感器标识符,见附件6.2。
示例:读取当前气温传感器工作状态,则键入命令为: STATSENSOR T0↙ 返回值:0↙
若不带参数,则返回当前所有传感器工作状态。 传感器工作状态标识见附件6.2。 传感器工作状态标识 标识代码值 0 2 3 4 5 6 9 N “正常”:正常工作 “故障或未检测到”:无法工作 “偏高”:采样值偏高 “偏低”:采样值偏低 “超上限”:采样值超测量范围上限 “超下限”:采样值超测量范围下限 “没有检查”:无法判断当前工作状态 “传感器关闭或者没有配置” 描述
6.1.10 下载分钟常规观测数据(DMGD)
命令符:DMGD
参数按如下三种方式给出: 不带参数,下载数据采集器所记录的最新分钟观测记录数据(最后一次下载结束以后的分钟观测记录数据);
参数为:开始时间 结束时间,下载指定时间范围内的分钟观测记录数据; 参数为:开始时间 n,下载指定时间开始的n条分钟观测记录数据。 开始时间、结束时间格式:YYYY-MM-DD HH:MM 分钟常规观测数据返回内容及排列顺序 序号 1. 2. 3. 内容 时间(北京时) 观测数据索引 质量控制标志组 格式举例 2006-02-28 16:43 共45位 序号 25. 26. 内容 10 cm地温 15 cm地温 20 cm地温 格式举例 同气温 同气温 同气温 位长为观测数据索引中为1的个数,与各27. 观测数据组相对应 36°输出36 123°输出123 2.7m/s输出27 28. 29. 4. 5. 2 min平均风向 2 min平均风速 40 cm地温 80 cm地温 同气温 同气温
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