DZZ3新型自动气象站技术说明20140822
以DZZ6型自动气象站为例的新型自动气象站的分析与对比
以DZZ6型自动气象站为例的新型自动气象站的分析与对比作者：陈刚唐安波来源：《科学种养》2013年第15期【摘要】本文简述了新型自动气象站的系统新技术、系统结构、技术指标，以及DZZ6型自动气象站的系统组成和采集器的特点，对DZZ6型自动气象站的技术性能进行了分析，并对新一代DZZ6型与DZZ2型自动气象站在采集器、技术指标等方面做了分析与对比。
【关键词】新型自动气象站；DZZ6型；分析；对比自动气象站在我国气象部门投入业务运行多年，已经能满足气象业务的需要和环境的要求，随着地面气象观测自动化进程的不断加快，以及新技术在自动气象站上的应用，使得自动气象站的新一代型号投入业务运行已势在必行。
1 新型自动气象站新型自动气象站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建，采用了国际标准并遵循标准、开放的技术路线进行设计。
自动气象站的核心是基于CAN（Controller Area Network）控制器区域网、总线技术和国际标准CANopen协议进行设计，涉及物理层、数据链路层和应用层的标准定义。
1.1 新型自动气象站的系统新技术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 嵌入式系统技术嵌入式系统的数据综合处理能力非常强大，在新型自动站系统中引入了嵌入式系统，可以大大提高自动气象站的数据处理能力，使很多复杂的数据分析、处理计算功能在数据采集器端得以实现。
嵌入式系统丰富的外设处理单元、多种通讯端口，可以方便地实时自动气象站的数据通讯处理、远程访问的功能。
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。
高性能的CPU一般是指32位CPU，包括：ARM7系列、ARM9系列以及现在比较新的ARM Cortex M3系列或其他系列CPU等。
嵌入式操作系统实时性比较好的操作系统，一般可以嵌入：µC/OS-II、FreeRTOS、µClinux等。
新型自动气象站实习实训(修改)
实习实训1电子技术基础1.1 目的要求1.掌握数字万用表的基本使用方法。
2.能够对基本的电子元器件进行识别和测试。
3.了解DZZ4和DZZ5电源系统结构和原理，掌握电源系统的测试步骤。
1.2学时4学时1.3预习内容1.电子技术基础。
2.新型自动站电源结构。
1.4 设备与工具1.数字万用表。
2.电阻、电容、电感、二极管、保险管。
3.DZZ4和DZZ5新型自动站电源箱。
1.5 原理与说明1.基本概念电压：静电场中电荷在某一点所具有的势能，又称电势能，用符号U 表示。
单位：伏特（V）。
电流：电荷的定向移动，电流的大小称为电流强度，用符号I表示。
单位：安培（A)。
电阻：导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻，用符号R表示。
单位：欧姆（Ω）电功率：描述电做功快慢的物理量，也称为单位时间内电能所做的功。
W=P*t（电功），P=U*I（电功率）电流、电压、电阻的关系：U=R*I I=U/R R=U/I2.数字万用表是一种数字化新型测量仪表，输入阻抗高、测量对象和量程宽、读数显示准确直观。
数字万用表可以测量交、直流电压、电流、电阻图1.1 UT51型数字万用表等，有的还能测量电容、电感、晶体管参数、频率、温度等。
图1.1为UT51型数字万用表外形，面板上部为液晶显示屏，显示屏左下方设有整机电源开关（POWER），按下为“开”，再按一下使其弹起为“关”。
面板中央为测量选择开关，使用时，转动旋钮至适当挡位即可。
面板下部有4个插孔，分别是公共端插孔“COM”；测量电压、电阻和二极管插孔“VΩ”；测量较低电流插孔“A”；测量较高电流插孔“10A”。
使用时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入相应插孔。
3.DZZ4型自动气象站电源供电采用交流供电系统，如图1.2所示，主要由空气开关、开关电源、防雷组件、蓄电池和充电保护模块等组成。
供电单元的输入为 AC220V。
供电单元的输出有两组，均为 DC12V，分别给主采集箱和各分采集箱进行供电。
自动气象站使用说明
自动气象站使用说明书一、概述自动气象站是由多要素气象传感器、气象数据采集单元、太阳能（市电）供电系统、低功耗GPRS（或北斗卫星）专用通讯模块、防辐射外罩、防水箱、不锈钢支架和避雷装置等部分构成。
风速风向等传感器为气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。
微电脑气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、气象数据定时存储、参数设定和标准通信功能，搭配GPRS（或北斗）通讯模块，可实现远程收集气象信息。
广泛应用于气象、环保、机场、农林、水文、军事、仓储、科学研究等领域。
二、主要技术参数（参考表1）表1：1三、结构简图、各部件名称及各部件功能说明结构简图、各部件名称见附图1；各部件功能见表2。
表2四、安装方法4.1 基础的预埋24.1.1 将4件M12的地脚螺钉埋入浇筑成长600mm、宽600mm、深550mm 的混泥土中，螺钉露出混凝土30mm。
螺钉间距成127mm×127mm正方形。
混凝土顶面要求在同一水平面中。
4.1.2 在距离气象站基础中心1500mm远处，再预埋安装避雷针的基础，其深度不少于1500mm，材料可采用钢钎或其它强导电金属。
4.2 避雷针杆、太阳能电板、免维护电瓶及多要素传感器的安装。
避雷针杆、太阳能电板、数据传输系统、免维护电瓶及多要素传感器的安装(见附图1)。
4.3电气箱的安装4.3.1 打开电气箱，找到无线传输终端，从SIM卡标出正确地插入有效的SIM卡，并确定已插到位。
4.3.2 将无线终端的接收天线从箱底部的孔中穿出，放置在电气箱的顶板上。
4.3.3 将各要素传感器的电缆线按接线图正确连接；再次确认接线无误最后接上电瓶电源（注意电瓶的正、负极）。
五、网络地址及软件说明5.1 网络地址每套自动气象站安装好使用前，需要设置其所在站点的ID号（注册报文）、服务器IP地址及远程端口；这些参数在系统安装时被写入无线数传模块中，正常工作时不需要再进行配置。
每个站点ID号必须是唯一的，否则有些的站点将无法与控制软件进行通信；IP地址必须是固定，通过3ADSL拨号上网的电脑，通常情况下，自动获取的外网IP是动态变化的，除非向网络运营商提出申请，否则，各站点将无法完成与中心的通讯；在系统测试阶段，可以通过改写无线数传模块的服务器IP来适应变化的外网IP。
DZZ5新型自动气象站工作原理及常见故障诊断
DZZ5新型自动气象站工作原理及常见故障诊断刘伟;高林;马辉;陈庆亮;马传成;刘彬【摘要】DZZ5新型自动气象站是为了满足中国气象局对地面气象探测业务的需求而专门设计、研制的多功能综合气象观测系统.经过多年的业务对比测试,已逐步开始规模化运行.文章对DZZ5新型自动气象站的系统结构、工作原理及日常维护中的常见故障进行介绍,为台站业务人员提供经验和参考.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P93-97)【关键词】新型自动气象站;气象要素;业务软件【作者】刘伟;高林;马辉;陈庆亮;马传成;刘彬【作者单位】山东省气象局大气探测技术保障中心,济南 250031;山东省气象局大气探测技术保障中心,济南 250031;山东省气象局大气探测技术保障中心,济南250031;山东省气象局大气探测技术保障中心,济南 250031;山东省气象局大气探测技术保障中心,济南 250031;山东省气象局大气探测技术保障中心,济南 250031【正文语种】中文【中图分类】P415.1+20 引言DZZ5新型自动气象站是严格按照中国气象局颁布的《新型自动气象(气候)站功能需求书》设计生产的，在电子测量、数据通信、系统集成等方面采用了大量的新技术、新方法，在测量精度、数据的处理能力、数据的通信传输能力以及综合应用等方面有很大的提高。
实现了整个自动站系统的高精度、高稳定、易维护、易扩展的能力，更加适应地面观测业务改革和调整的新需求。
1 系统结构DZZ5新型自动气象站是按照统一的标准、功能、结构、方法、规范的设计思路，做到各部件或模块互换的自适应性，形成的新型自动气象(气候)站，在满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要方面做出了突出贡献。
经过不断改进，采用了最先进的嵌入式系统技术和外部总线技术，以及“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计方式[1]。
DZZ4型自动气象站用户手册
DZZ4 型自动气象站用户手册江苏省无线电科学研究所有限公司二○一一年九月目录DZZ4 型自动气象站 (I)第1章产品简介 (1)1.1 系统结构 (1)1.2 传感器 (2)1.2.1 温湿度智能传感器 (3)1.2.2 风向、风速传感器 (4)1.2.3 翻斗式雨量计 (4)1.2.4 气压传感器 (4)1.2.5 地温传感器 (5)1.2.6 蒸发传感器 (5)1.3 采集器 (6)1.3.1 WUSH-BH 主采集器 (6)1.3.2 WUSH-BTH 温湿度分采集器 (9)1.3.3 WUSH-BG地温分采集器 (10)1.4 供电单元 (11)1.5 数据存储 (11)1.5.1 采集器内存 (11)1.5.2 CF卡 (11)1.6 实时时钟 (12)1.7 GPS对时 (12)1.8 网络功能 (12)1.9 通信 (12)1.10 防雷 (13)第2章安装指南 (14)2.1 选址和布局 (14)2.1.1 防雷 (14)2.2 基础施工 (14)2.3 安装准备工作 (14)2.3.1 布线要求 (14)2.3.2 工具准备 (15)2.3.3 设备成套性检查 (15)2.3.4 中心站建设 (15)2.3.5 使用自制风杆或风塔的注意事项 (16)2.3.6 现场调试工具的配备 (16)2.4 现场安装过程 (16)2.4.1 部件安装 (16)2.4.2 现场接线和复查 (29)2.5 中心站计算机安装 (32)第3章操作运行 (33)3.1.1 通信串口设置 (33)3.1.2 台站基本参数设置 (33)3.1.3 运行业务软件 (35)3.1.4 蒸发传感器相关参数设置 (36)3.2 数据质量控制参数 (36)3.3 外部设备、传感器的检查和测试 (37)3.3.1 检查GPS (37)3.3.2 数据采集器自检 (37)3.3.3 翻斗式雨量传感器 (38)3.3.4 蒸发传感器 (38)3.3.5 检查采样值 (38)3.4 串口调试软件使用举例 (38)3.4.1 SSCOM32.exe (38)第4章日常维护 (40)4.1 传感器日常维护 (40)4.1.1 气压传感器 (40)4.1.2 风速风向传感器维护 (40)4.1.3 百叶箱和温湿度传感器维护 (40)4.1.4 翻斗雨量传感器维护 (40)4.1.5 蒸发传感器维护 (41)4.1.6 地表和浅层地温传感器维护 (41)4.1.7 草面温度传感器维护 (42)4.1.8 深层地温传感器维护 (42)4.2 主采集器维护 (42)4.2.1 程序启动 (42)4.2.2 程序关闭 (42)4.2.3 程序升级 (43)4.2.4 telnet 登录 (43)4.2.5 FTP 登录 (43)4.2.6 WEB 访问 (43)4.2.7 CF 卡操作 (43)4.2.8 U盘操作 (45)4.2.9 网络操作 (45)4.3 电源维护 (45)4.4 业务计算机维护 (46)4.4.1 交流电源和UPS维护 (46)4.4.2 电脑维护 (46)4.4.3 业务软件日常维护 (46)4.5 通信检查 (46)第5章故障排除 (47)5.1 采集器故障排除 (47)5.1.1 主采集器的气象要素缺测 (47)5.1.2 分采集器的气象要素缺测 (47)5.2 RUN指示灯不亮 (47)5.3 CANE指示灯闪烁 (47)5.4 温度值或湿度值异常 (47)5.5 其他 (48)5.5.1 CF 上不能存储文件 (48)5.5.2 采集器中存储数据达不到规定的天数 (48)5.5.3 不能访问网络 (49)5.5.4 GPS 对时功能不起作用 (49)5.5.5 采集器软件故障排除 (49)5.6 传感器故障排除 (50)5.6.1 缺测故障 (50)5.6.2 传感器超差故障 (50)5.6.3 目视故障 (50)5.7 电源故障排除 (50)5.8 业务计算机故障排除 (51)5.8.1 通信故障 (51)5.8.2 操作系统故障 (51)5.8.3 业务软件故障 (51)第6章技术指标 (52)6.1 测量性能 (52)6.2 系统时钟准确度 (52)6.3 数据存储量(分钟数据) (53)6.4 通信接口 (53)6.5 电源 (53)6.6 环境适应性 (53)6.7 电磁兼容性 (53)第7章附录基础施工图 (55)附图1 观测场布局示意图 (55)附图2 风杆基座施工图 (56)附图3 风杆拉线基座施工图 (57)附图4 雨量基座施工图 (58)附图5 立柱基座施工图 (59)附图6 百叶箱基础施工图 (60)第1章产品简介DZZ4 型自动气象站吸收了电子信息技术最新发展成果、采用现代总线技术路线和产品、严格按照中国气象局《新型站功能规格书》的要求而研制的新一代自动气象站。
新型自动站使用手册1
第二部分概述新型自动气象站使用手册目录新型自动气象站使用手册1、概述1. 1、新型自动气象站的设计原则提高防灾减灾能力，做好应对气候变化工作，是党和政府对气象部门的根本要求，也是气象工作者的重要责任。
做好这些工作，核心是提高预报预测准确率，根本是增强防御和减轻气象灾害的服务能力，而综合气象观测系统提供的准确、可靠的观测数据，是提高预报预测准确率和服务能力的重要保证。
为了满足天气、气候需要的基本气象资料，形成天气、气候要素长期、连续和稳定可靠观测能力，必须进一步提升我国地面气象观测的自动化水平。
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，达到满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要。
新型自动气象站是按照统一的功能规格书为标准，组织设计、研发，由中国气象局组织统一考核，考核通过，并经过定性可进入列装。
1. 2、新型自动气象站的设计依据现代气象业务对综合气象观测提出了更高的要求，目前现有自动气象站在观测能力上存在着严重不足，同时技术落后，功能规格不统一，致使型号繁多。
当今现代电子测量和控制技术得到快速发展，我国近十年來地面气象观测站网大量使用自动气象站和自动气候站考核取得了许多成功的经验，为实现具备多功能、全要素、统一型号的第二代自动气象站提供基础。
新型自动气象站的主要设计依据包括：⑴中国气象局关于发展现代气象业务的意见；⑵综合气象观测系统业务发展指导意见；⑶WMO CIMO《气象仪器和观测方法指南(第六版)》；⑷中国气象局《地面气象观测规范》(2003年)；⑸自动气象站质量控制程序指南(ET AWS-4, FINAL REPORT, Aimex 3. WMO . CBS )(6)NOAA Automated Surface Obseiving System (ASOS) User's Guide 1998.31. 3、新型自动气象站的结构设计新型自动气象站釆用了当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术, 设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，满足地面气象观测全要素自动观测。
新型自动气象站常见故障判断处理与维护
新型自动气象站常见故障判断处理与维护以DZZ3型自动气象站为例，通过介绍新型自动站的设备组成，重点探讨了其运行过程中可能出现的常见故障，并提出相应的判断、处理方法，以保障自动气象站的正常运行。
标签：新型自动站；常见故障；判断处理；日常维护DZZ3型自动气象站是一种集气象传感技术、总线式数据采集技术、微机与通讯技术为一体，能够实时对大气温度、湿度、气压、风向、风速、降水、地温、蒸发等气象要素进行全自动观测，是目前我国自动气象站的重要组成部分。
系统主要由数据采集系统、传感器、电源部件、数据传输模块四部分组成，主要功能有采集功能、管理功能、系统监控。
新型自动气象站的出现，大大解放了气象观测人员的劳动力，有效地提高了气象探测数据的准确性和及时性，但要确保观测数据的不间断采集、传输，在加强设备日常维护的同时，还需掌握其常见故障应急处理方法。
1 现场判断故障的原则、方法和步骤新型自动气象站故障类别主要有：气象要素测量性能下降、自动站工作不正常和业务测报错误等三类；判断故障基本原则有：安全原则、逻辑原则、分解原则、替代原则、记录原则；基本方法有：替代法、测量法、显示采集器实时信息法。
当自动站出现气象要素值异常时，一般在现场判断故障可按下列的流程进行（见图1）。
2 新型自动站常见故障判断处理与维护在新型自动气象站运行过程中，当发现气象探测数据有异常情况时，应按照“电源系统——采集器——传感器——通信模块”的顺序逐一进行判断、处理。
2.1 电源系统故障的判断与处理当新型自动站电源Run指示灯不亮时，可按图2流程判断故障点，在此过程中，需要用万用表进行检测。
（1）测量采集器的输入电压：拔下采集器的电源输入端子，使用万用表直流档检测输入端子的正负间电压，如果为零，则表明系统电源故障，检查充电控制器；如果在10.8至14.4V间，则采集器内部电源损坏，需要更换采集器。
（2）测量充电控制器输出电压：当无直流输出时，用万用表交流750V档检测市电，如果市电不正常，则判断外部电源故障；反之，初步判断充电控制器损坏。
自动气象站使用说明书
目录第一章系统概述--------------------------------------------------------------------------------------- 21.1 概述--------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2 系统构成--------------------------------------------------------------------------------------- 21.3 系统特点--------------------------------------------------------------------------------------- 21.4 系统配置清单--------------------------------------------------------------------------------- 3 第二章传感器、设备主要参数与安装说明------------------------------------------------------- 42.1 传感器主要参数------------------------------------------------------------------------------ 42.2 设备主要参数--------------------------------------------------------------------------------- 42.3 设备安装说明--------------------------------------------------------------------------------- 5第三章数据采集控制器使用说明------------------------------------------------------------------- 83.1 概述--------------------------------------------------------------------------------------------- 83.2 传感器接口说明------------------------------------------------------------------------------ 83.3 技术指标-------------------------------------------------------------------------------------- 93.4 数据采集控制器的使用方法-------------------------------------------------------------- 103.5 按键与显示介面介绍----------------------------------------------------------------------- 10 第四章监测分析软件的介绍与使用---------------------------------------------------------------- 144.1 概述-------------------------------------------------------------------------------------------- 144.2 安装、卸载与运行--------------------------------------------------------------------------- 154.3 登陆界面与主菜单介绍--------------------------------------------------------------------- 174.4 实时数据的界面操作------------------------------------------------------------------------ 184.5 全要素实时曲线界面操作------------------------------------------------------------------ 194.6 单要素实时曲线界面操作------------------------------------------------------------------ 204.7 历史趋势界面操作--------------------------------------------------------------------------- 214.8 通讯参数的设置------------------------------------------------------------------------------ 224.9 子站参数设置与管理------------------------------------------------------------------------ 234.10 子站参数浏览------------------------------------------------------------------------------- 244.11 子站时间校对------------------------------------------------------------------------------- 244.12 子站容量控制操作------------------------------------------------------------------------- 254.13 导出数据的操作---------------------------------------------------------------------------- 25 后记-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26第一章系统概述1.1 概述：DZR-N2自动气象站是由大自然测控技术有限公司研制开发，针对温度、湿度、降雨量、风速和风向五种环境要素的综合监测系统。
DZZ4 型自动气象站用户手册
DZZ4 型自动气象站用户手册江苏省无线电科学研究所有限公司二○一一年九月目录DZZ4 型自动气象站 (I)第1章产品简介 (1)1.1 系统结构 (1)1.2 传感器 (2)1.2.1 温湿度智能传感器 (3)1.2.2 风向、风速传感器 (4)1.2.3 翻斗式雨量计 (4)1.2.4 气压传感器 (4)1.2.5 地温传感器 (5)1.2.6 蒸发传感器 (5)1.3 采集器 (6)1.3.1 WUSH-BH 主采集器 (6)1.3.2 WUSH-BTH 温湿度分采集器 (9)1.3.3 WUSH-BG地温分采集器 (10)1.4 供电单元 (11)1.5 数据存储 (11)1.5.1 采集器内存 (11)1.5.2 CF卡 (11)1.6 实时时钟 (12)1.7 GPS对时 (12)1.8 网络功能 (12)1.9 通信 (12)1.10 防雷 (13)第2章安装指南 (14)2.1 选址和布局 (14)2.1.1 防雷 (14)2.2 基础施工 (14)2.3 安装准备工作 (14)2.3.1 布线要求 (14)2.3.2 工具准备 (15)2.3.3 设备成套性检查 (15)2.3.4 中心站建设 (15)2.3.5 使用自制风杆或风塔的注意事项 (16)2.3.6 现场调试工具的配备 (16)2.4 现场安装过程 (16)2.4.1 部件安装 (16)2.4.2 现场接线和复查 (29)2.5 中心站计算机安装 (32)第3章操作运行 (33)3.1.1 通信串口设置 (33)3.1.2 台站基本参数设置 (33)3.1.3 运行业务软件 (35)3.1.4 蒸发传感器相关参数设置 (36)3.2 数据质量控制参数 (36)3.3 外部设备、传感器的检查和测试 (37)3.3.1 检查GPS (37)3.3.2 数据采集器自检 (37)3.3.3 翻斗式雨量传感器 (38)3.3.4 蒸发传感器 (38)3.3.5 检查采样值 (38)3.4 串口调试软件使用举例 (38)3.4.1 SSCOM32.exe (38)第4章日常维护 (40)4.1 传感器日常维护 (40)4.1.1 气压传感器 (40)4.1.2 风速风向传感器维护 (40)4.1.3 百叶箱和温湿度传感器维护 (40)4.1.4 翻斗雨量传感器维护 (40)4.1.5 蒸发传感器维护 (41)4.1.6 地表和浅层地温传感器维护 (41)4.1.7 草面温度传感器维护 (42)4.1.8 深层地温传感器维护 (42)4.2 主采集器维护 (42)4.2.1 程序启动 (42)4.2.2 程序关闭 (42)4.2.3 程序升级 (43)4.2.4 telnet 登录 (43)4.2.5 FTP 登录 (43)4.2.6 WEB 访问 (43)4.2.7 CF 卡操作 (43)4.2.8 U盘操作 (45)4.2.9 网络操作 (45)4.3 电源维护 (45)4.4 业务计算机维护 (46)4.4.1 交流电源和UPS维护 (46)4.4.2 电脑维护 (46)4.4.3 业务软件日常维护 (46)4.5 通信检查 (46)第5章故障排除 (47)5.1 采集器故障排除 (47)5.1.1 主采集器的气象要素缺测 (47)5.1.2 分采集器的气象要素缺测 (47)5.2 RUN指示灯不亮 (47)5.3 CANE指示灯闪烁 (47)5.4 温度值或湿度值异常 (47)5.5 其他 (48)5.5.1 CF 上不能存储文件 (48)5.5.2 采集器中存储数据达不到规定的天数 (48)5.5.3 不能访问网络 (49)5.5.4 GPS 对时功能不起作用 (49)5.5.5 采集器软件故障排除 (49)5.6 传感器故障排除 (50)5.6.1 缺测故障 (50)5.6.2 传感器超差故障 (50)5.6.3 目视故障 (50)5.7 电源故障排除 (50)5.8 业务计算机故障排除 (51)5.8.1 通信故障 (51)5.8.2 操作系统故障 (51)5.8.3 业务软件故障 (51)第6章技术指标 (52)6.1 测量性能 (52)6.2 系统时钟准确度 (52)6.3 数据存储量(分钟数据) (53)6.4 通信接口 (53)6.5 电源 (53)6.6 环境适应性 (53)6.7 电磁兼容性 (53)第7章附录基础施工图 (55)附图1 观测场布局示意图 (55)附图2 风杆基座施工图 (56)附图3 风杆拉线基座施工图 (57)附图4 雨量基座施工图 (58)附图5 立柱基座施工图 (59)附图6 百叶箱基础施工图 (60)第1章产品简介DZZ4 型自动气象站吸收了电子信息技术最新发展成果、采用现代总线技术路线和产品、严格按照中国气象局《新型站功能规格书》的要求而研制的新一代自动气象站。
基于python的DZZ3型气象区域站智能诊断系统
基于 python的 DZZ3型气象区域站智能诊断系统摘要：区域气象站作为地面观测网的重要组成部分，能及时、连续地提供地面气象观测信息，在防灾减灾及气象预报服务等方面发挥着重要作用。
自动气象站的探测水平和运行能力是提高我国气象基本业务水平的关键因素之一，而设备故障及维修保障能力则影响着自动气象站运行效能的发挥，目前国内在区域站的智能诊断系统方面研究并不多。
本文以python语言作为媒介，开发一款智能诊断气象区域站的工具，通过该诊断系统，能加快技术人员对故障的界定，更方便、更准确地进行自动站最小可更换单元乃至整套系统的运行能力评估，提高自动站设备的技术保障能力，确保自动站持续稳定运行。
关键字：区域自动站；python;诊断；保障；1、引言自动气象站作为地面观测网的重要组成部分，能及时、连续地提供地面气象观测信息，在防灾减灾及气象预报服务等方面发挥着重要作用。
自动气象站的探测水平和运行能力是提高我国气象基本业务水平的关键因素之一，而设备故障及维修保障能力则影响着自动气象站运行效能的发挥，目前国内在区域站的智能诊断系统方面研究并不多。
本文以python语言作为媒介，开发一款智能诊断气象区域站的工具，通过该诊断系统，能加快技术人员对故障的界定，更方便、更准确地进行自动站最小可更换单元乃至整套系统的运行能力评估，提高自动站设备的技术保障能力，确保自动站持续稳定运行。
2、DZZ3型自动站构造主采集器是自动气象站的核心部件[1-3]，通过内部数据采集单元，可完成对风速、风向、翻斗雨量、蒸发、总辐射等常规传感器的数据采集；通过rs232将采集到的数据通过dtu透传模块将其发送到中心服务器，在中心服务器上完成对所有观测数据的计算处理、质量控制、记录储存等。
Dzz3型自动站外观及接口如下图所示：图1 主采集器外观及接口布置示意图主采集配置了两个指示灯：系统运行指示灯“run”和“CF”卡的状态指示灯，指示灯状态说明如下：”run”灯长亮，代表系统采集程序正常执行，反之；”CF”状态灯亮，表示“CF”卡正常读写，灭则表示”CF”卡不存在或“CF”卡空闲。
DZZ3型自动气象站常见故障的处理方法
DZZ3型自动气象站常见故障的处理方法沈玉亮;方海涛;陆斌;丁宪生;孙梦秋【摘要】针对DZZ3型自动气象站运行过程中出现的故障,文章简要介绍了DZZ3型自动气象站的系统结构,同时结合实际业务工作,详细分析了DZZ3型自动气象站故障处理流程和方法,按照故障处理的流程和方法,能够及时、准确地判断故障单元,尽可能减小设备故障对气象观测数据产生的影响,为台站业务人员提高技术保障能力和进行设备维修维护提供参考.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】7页(P80-86)【关键词】DZZ3型自动气象站;故障处理;维修维护【作者】沈玉亮;方海涛;陆斌;丁宪生;孙梦秋【作者单位】安徽省大气探测技术保障中心,合肥 230031;安徽省大气探测技术保障中心,合肥 230031;安徽省大气探测技术保障中心,合肥 230031;安徽省大气探测技术保障中心,合肥 230031;安徽省大气探测技术保障中心,合肥 230031【正文语种】中文【中图分类】P4145.10 引言随着地面气象观测自动化程度的进一步推进，新型自动气象站得到逐步推广和应用。
安徽省使用的是DZZ3型自动气象站，是依据中国气象局监测网络司发布的《新型自动气象(气候)站功能规格书(业务试用版)》进行设计定型，是一种高精度、高稳定、易维护、低功耗、易扩展和具有实时监控功能的新型地面气象观测设备，能够满足当前气象观测站观测业务的需要[1]。
目前，新型自动气象站运行时间还不长，在实际业务运行过程中遇到的故障问题会越来越多，对其故障的判断和处理难度也会变得更为复杂。
为了保证DZZ3型自动气象站的可靠运行，要求业务人员进一步提升自动气象站的技术保障能力和水平，也是满足地面气象常规观测要素可靠、准确的基础和关键。
1 系统结构DZZ3型自动气象站是基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建，由硬件和软件两部分组成[2]。
硬件主要包括数据采集、通信、传感器、供电4个系统。
DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站观测资料的对比分析
DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站观测资料的对比分析1. 引言1.1 研究背景自动气象站是气象观测系统中的一种重要设备，能够自动地收集和记录各种气象要素的数据，对气象学研究和气象预报起着重要作用。
随着科技的发展，现代化的气象观测设备也不断更新换代，DZZ5型和DZZⅡ型自动气象站就是其中的代表。
在气象观测领域，DZZ5型和DZZⅡ型自动气象站是比较常见的两种型号，它们在观测精度、数据传输速度、稳定性等方面都有各自的优势。
对这两种型号的自动气象站进行观测资料的对比分析，有助于了解它们在不同气象条件下的表现，为气象预测和气象科研提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是通过对DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站观测资料的对比分析，深入了解两种自动气象站在观测数据上的差异，为气象监测和预测提供更准确的数据支持。
通过对比分析结果，探讨DZZ5型和DZZⅡ型自动气象站在不同气象要素观测上的优劣势，为气象站的选择和使用提供科学依据。
通过研究DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站观测资料的对比分析，可以为气象站技术改进和升级提供参考，促进气象观测技术的发展和进步。
研究目的旨在为提高气象观测数据的精准性和可靠性，推动气象领域的科学研究和应用实践。
1.3 研究意义气象站是气象观测的基础设施，具有重要的气象信息收集功能。
DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站是目前常用的气象站型号，它们在观测资料的精度、稳定性和自动化程度上存在差异。
通过对这两种气象站的观测资料进行对比分析，可以帮助我们更好地了解它们在气象观测中的优缺点，为气象预报和气候研究提供科学依据。
研究意义在于深入挖掘DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站的观测特点，探讨它们在不同气象要素观测中的表现差异，为气象数据质量评估提供参考。
通过对比分析，可以为气象站技术改进和更新提供指导，推动气象观测技术的发展。
对DZZ5型与DZZⅡ型自动气象站观测资料的对比分析还有助于提升气象预报的准确性，为应对气候变化和天气灾害提供支持。
DZZ3型自动气象站的常见故障及维护
DZZ3型自动气象站的常见故障及维护作者：赵德法孙庆好牛雪梅来源：《农业与技术》2017年第14期摘要：本文就界首市DZZ3型自动气象站日常地面测报工作中采集器、传感器、外围设备出现的故障进行简要描述分析，结合长时间的实践工作积累，简要总结了采集器、传感器、外围设备的故障排除、处理与维护方法。
关键词：DZZ3；自动气象站；常见故障；故障维护中图分类号：P415.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.201707331952015年底界首将地面气象观测站更新为以新型自动气象站为核心、综合硬件集成技术为手段的地面气象观测业务体系。
由于自动化程度较高，各设备、部件相辅相成，任何一个部件的缺失或受损都有可能破坏气象数据的完整性。
因此，确保自动站正常运行的重要性不言而喻，对其常见故障分析与维护也就显得格外重要。
1 采集器常见故障及维护1.1 故障排除与处理采集器故障一般为数据缺测，处于非正常运行状态。
对其故障排除与处理为：如果主采集器数据缺测，先检查业务软件参数，打开业务软件维护终端，输入SENST检查各传感器是否处于正常使用状态，再检查各传感器与采集器之间的连接是否正常，然后考虑可能是通道被损坏，应更换主采集器。
当主采集器处于非正常运行状态时，主采集器工作系统运行指示灯处于常灭状态，此时应重新启动采集器或计算机来排除故障；再检查采集器供电系统，是否出现了工作电压不稳定或空气开关跳闸等异常现象，用万用表检测采集器电源电压是否在9～15V范围内，然后检查交流电电源供电性能及蓄电池充放电情况，若存在故障要尽快解决。
此外，传感器故障也会引起主采集程序的异常。
如果分采集器出现故障，应检查CAN总线与主采集器的连接是否正确，观察分采集器指示灯是否处于正常状态，查看各传感器与分采集器之间的连接是否处于正常工作状态，利用主采集器上终端操作命令检查传感器是否为正常工作状态。
当以上这些均为正常时，可判断通道损坏，应及时更换新的分采集器。
一次DZZ3型区域自动气象站采集器故障处理方法
一次DZZ3型区域自动气象站采集器故障处理方法魏明明; 孔海洋; 陈伟山; 郝翠萍; 刘春涛【期刊名称】《《气象水文海洋仪器》》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】3页(P109-111)【关键词】自动气象站; 故障; 排除【作者】魏明明; 孔海洋; 陈伟山; 郝翠萍; 刘春涛【作者单位】山东省青岛市崂山区气象局崂山 266102; 上海气象仪器厂有限公司上海200120【正文语种】中文【中图分类】P415.1+20 引言DZZ3新型自动气象站的高精度、高稳定性和易扩展的优点有效地解决了原有自动气象站观测技术落后和无法扩展新要素的问题，提高了气象观测数据的准确性和可靠性，较好地满足了现有气象业务发展的需要[1，2]。
但同时也对业务人员的维护保障水平提出新要求，因此业务人员必须系统掌握DZZ3型自动气象站的基本原理和检修方法，才能及时发现和快速排除故障，确保DZZ3型自动气象站观测资料的准确性和连续性。
文章以DZZ3型区域自动气象站出现的1次多个小时內数据错误且连续保持不变的故障为例，介绍了故障现象及排除方法和处理流程，总结了处理类似故障的方法和经验。
1 故障现象2018-02-02T07：00业务人员发现MDOS平台反馈D0143区域自动气象站于北京时间2月1日15：00～16：00整点温度、湿度、风向、风速、气压要素值均显示为“0”。
17：00后至2日07：00，温度、湿度、风向、风速、气压要素值均为同一值且错误并保持连续不变。
2 故障排除和分析过程根据自动气象站实用手册，分析认为多个小时内数据错误且连续保持不变的故障应可能有以下3种情况：1) 传感器故障；2)采集器供电系统故障，电压过低； 3)主采集器故障。
维修工作根据这3种可能出现的情况，分别进行排除分析。
2.1 检查传感器数据错误，首先判断为传感器故障，利用正常的温湿度和气压传感器分别替换在用的相应传感器，故障未被排除。
2.2 检查电源系统利用万用表测量电池电压和采集器供电电压，均显示为“12.8 V”，故判断自动站供电系统无异常，采集器供电正常，未出现电压过低现象。
浅议新型自动气象站结构及调试
浅议新型自动气象站结构及调试胡兴才;唐珍红【摘要】文章介绍了一种新型自动气象站,阐述了新型自动气象站及其组成结构;详细阐述了其核心部分采集器的构成、功能实现和工作方式,同时也介绍了其他嵌入式软件以及新型站的调试命令.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2016(033)003【总页数】3页(P97-99)【关键词】新型站;采集器;总线;嵌入式;调试【作者】胡兴才;唐珍红【作者单位】寻乌县气象局,寻乌342200;寻乌县气象局,寻乌342200【正文语种】中文【中图分类】TH765为进一步提升地面气象观测的自动化水平，近年江西省气象局所属的台站大部分安装使用DZZ4型(无锡产)和DZZ5(华云产)新型自动气象站(以下简称新型站)。
新型站设计和生产参考中国气象局编写的新型自动气象(气候)站规格说明书2010版[1]，新型站的数据采集、传输和控制都选用当今成熟稳定的技术，采用了诸如CAN总线、linux嵌入式系统技术来实现功能，以满足快速发展的地面气象观测全要素自动观测的需求[2，3]。
新型站结构按照“主采集器+分采集器+外部总线+传感器+外围设备”的架构来设计，开发生产新型站的厂家对各个组成部分，从组成结构、硬件功能和生产工艺、电气接口标准，数据的采集存储及质量控制、通讯协议、数据传输都按照规格说明书严格来设计开发。
文章对新型自动气象站软硬件技术及出现故障进行了分析探讨，并介绍了调试命令。
对老式自动气象站的实现技术进行改进后的新型站最大优势是基于现代总线技术及嵌入式系统技术的构建，同样是由硬件和软件2部分组成。
硬件分4部分，分别为传感器、1个主采集器和若干个分采集器、外部总线及外围设备；软件由运行于硬件上的嵌入式软件和运行嵌入式软件上的业务软件组成，如图1所示。
新型站的技术核心是CAN(Controller Area Network，控制器区域网)总线技术和国际标准CANopen (control area network open)协议，按此标准定义了3层：物理层、数据链路层和应用层[4]。
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新型自动气象站系统结构
气温传感器 湿度传感器 气压传感器 风速传感器(10米) 风向传感器(10米) 雨量传感器(翻斗、大 翻斗或容栅式) 总辐射传感器 蒸发传感器 能见度传感器 气温传感器(3支) 通风防辐射罩 通风速度(3个) 降水量传感器(称重、 大翻斗) 风速(1.5米)传感器 红外地温传感器
主采集器通信接口
通信 接口 CAN 用途 主、分采集器 通信 终端操作 数量 1 2
蒸发量
能见度 固态降水 渐近开关
模拟（电流）
RS485 RS232 数字（电平）
1
1 1 1
新型自动气象站主采集器
嵌入式系统的定义：
以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的 专用计算机系统。
模拟量采样测量电路
差分电压信号测量 1）适用传感器： 辐射传感器 2）信号输出： mV级差分电压 3）测量方式： 测量差分电压 4）典型电路：
嵌入式系统的硬件组成
事件计数接口
数据采集器提供3个16位高速计数器，计数器最大容量可达 到0xFFFF（65535） 在本系统中主要用于风速传感器输出频率测量、雨量传感器 的脉冲信号计数测量 输入信号首先经过防雷抗干扰电路，再经施密特整形和单稳 态滤波电路，接入MCU的定时计数器和中断计数单元，由MCU 采集计数，可以有效保证测量的准确可靠
RS485长线传输连接本地业务系统 RJ-45网络接口 连接远程业务系统 USB设备接口 连接标准USB存储设备（自动识别，不需驱动程序），通过该口 可以将数据采集器内的数据卸载到USB存储设备内
嵌入式系统的硬件组成
CAN总线接口
主采集器通过CAN总线与各分采集器、智能传感器进行通讯 和数据交换 接口电路由CAN控制器和CAN收发器组成，与MCU通过SPI 总线相连接 支持CANopen协议
模拟量采样测量电路
单端电压信号测量 1）适用传感器： 湿度传感器 2）信号输出： 0~1V对应0~100%RH 3）测量方式： 测量单端电压 4）典型电路：
模拟量采样测量电路
电流信号测量 1）适用传感器： 蒸发传感器 2）信号输出： 4~20mA电流 3）测量方式： 加标准电阻测量差分电压 4）典型电路：
GPS授时 模块 RS485端口 基 本 观 测 要 素 传 感 器 模拟 数字 计数 通道 或智 能传 感器 接口
终端微机 （业务软件）
主 采 集 器
（实时多任务嵌入式 操作系统）
RJ45端口
RS232端口
局域网
RS232端口
RS485端口
供电单元
USB端口 USB端口
气候观ห้องสมุดไป่ตู้ 分采集器
土壤水分观测 分采集器 其他观测 分采集器
嵌入式系统的软件
多进程结构设计具有以下优点： 系统实时性强 Linux采用MCU时间片轮转调度，每个进程被MCU分配一个时 间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间，Linux系统调度 每一个进程，平等地访问微处理器，由于MCU的处理速度非常快，使 各个进程从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还在运 行，则MCU将被剥夺并分配给另一个进程；如果进程在时间片结束前 阻塞或结束，则MCU当即进行切换，而不会造成MCU资源浪费。 将系统任务分为三个进程，就能够减少由于任务阻塞而产生的等 待时间损耗，从而提高了系统的实时性。
DZZ3型自动气象站基于 CAN总线结构，采用主采集器+分采集 器/智能传感器的模式，具有以下特点： 兼容、互换：新型自动气象站采用的现场总线是基于 CAN 总 线技术和国际标准 CANopen 协议进行设计，涉及物理层、数据链 路层和应用层的标准定义。按照统一设计要求，只要满足功能规 格书要求的主/分采集器，具备统一的物理接口和应用接口，可以 达到各厂家采集器兼容、互换的目的。 扩展：已建自动气象站扩展新的测量要素或增加传感器时， 不需要对系统已有的传感器连接、布线作改动，只需要将新的分 采集器和/或传感器加入到系统中，并进行简单的软件升级/配置。
嵌入式系统的软件
嵌入式软件：
嵌入式软件采用Linux操作系统。Linux是目前运用最普遍的嵌 入式系统内核，具有以下特点： ●完全开源 ●支持多种平台 ●多用户、多任务 ●可靠的安全、稳定性能
嵌入式系统的软件
硬件层 芯片厂商固化 驱动层 用户编写或修改Linux设备驱动 应用层 用户按功能需求编写
嵌入式系统的硬件组成
大容量的程序和数据存储器、外接存储器接口
程序存储器选用非易失性的存储芯片，容量满足嵌入式软件 的容量要求 数据存储器选用非易失性的存储期间，容量满足数据存储的 要求 具有标准CF卡接口，可以接入不同容量的标准CF卡
具有标准USB接口，可以自动加载各种U盘类设备
嵌入式系统的组成：
嵌入式微处理器
外围硬件设备 嵌入式操作系统
特定的应用程序
新型自动气象站主采集器
硬件组成：
32位MCU、16位A/D、CAN总线、RJ45接口、CF卡接口、多串口
嵌入式微处理器MCU
嵌入式微处理器MCU
ARM9系列MCU：AT91SAM9263 32位RISC架构的微处理器，其工作主频最高可达到 200MHz,可以有效地处理各种复杂任务 具有较高的集成度，片内集成有：CAN 控制器、CF卡接口、 USB接口、以太网接口、串行通信接口、多媒体接口、I2C总 线接口、SPI总线接口、计数通道、看门狗电路、MMU管理电 路等，功能强大 可直接运行Linux等嵌入式操作系统，可实现多种信号的采 集和运算处理，并实时与上位机保持联系，接收命令并执行操 作任务。
模拟量采样测量电路
模拟量采样测量电路组成：
高速低阻抗多路模拟开关
双通道16bits A/D转换芯片
16bits转换精度，相当于满量程的1/65536，无误码，低噪声， 足以保证系统中各传感器的测量精度要求 选用A/D转换芯片内部的可编程放大电路对传感器信号进行放大 处理，由于芯片内的放大电路中的各器件按照统一工艺、统一的生 产方式生产，因此可以保证该电路的稳定和变化一致性，这样可以 有效地消除时间漂移、温度漂移对放大电路的影响，从而减少信号 放大这一部分的精度损失，保证测量的准确性 A/D转换芯片能在MCU控制下自行进行零点和满量程校准，有 效消除各种因素对测量精度的影响。
嵌入式系统的硬件组成
并行输入输出接口
数据采集器提供一个8位输入输出接口, 可以作为数字量输入 接口, 也可以由MCU控制其输出, 提供外部控制信号 在本系统中主要用于测量风向（7位格雷码输出）和采集箱开 关检测（1位） 该并行数字接口，为CMOS三态高速缓冲逻辑门电路，每一 数字位都有防雷抗干扰器件
标准参考源芯片
模拟量采样测量电路
气象要素 温度 湿度
测量原理 PT100铂电阻 湿敏电容
输出信号类型 80~120Ω电阻 0~1V单端电压
测量方式 通过加恒流源激励测电压 单端电压测量
蒸发
辐射
超声波测距
4~20mA电流
mV级差分电压
通过加电阻测电压
差分电压测量
模拟量采样测量电路
电阻信号测量 1）适用传感器： 温度传感器 2）信号输出： 电阻80~120Ω 3）测量方式： 加恒流源激励测量差分电压 4）典型电路：
嵌入式系统的软件
提高了系统的可靠性 在系统中，出于安全方面的考虑，要求系统起码不能崩溃，而且 还要有自愈能力，所以应在软件设计方面提高系统的抗干扰性。目前 的自动站软件采用前后台结构设计，在遇到强干扰时，使得运行的程 序产生异常、出错、跑飞，甚至死循环，造成了系统崩溃。 而采用多进程结构设计，由于weather、weather-sjwj和 pcanhui三个进程相对独立，这种干扰可能只是引起其中的一个被破 坏。在软件设计中，在三个功能模块中各有一段子程序，用来监视其 它两个进程的运行状况，遇到异常情况时采取一些有利于系统稳定可 靠的措施，如把有问题的进程清除掉后再重启此进程等。
weather
Weather-sjwj
Pc485
模拟量采样测量电路
模拟量采样测量电路
负责模拟量的接入和采集 ，可测量电压、电流、电阻等模拟 量 在本系统中主要用于温度（电阻）测量、温度（电压）测量、 蒸发量（电流）测量 多通道16位 A/D转换芯片等，在MCU控制下按照程序要求 进行输入信号切换、A/D自校准、量程转换、模数转换等操作
CAN总线
CAN总线网络结构：
CAN总线
CAN总线：
硬件组成： 新型自动气象站主采集器 通过CAN总线与各分采集器、 智能传感器进行通讯和数据交换。 接口电路由CAN控制器和CAN 收发器组成，与MCU通过SPI总 线相连接。 CAN总线特点： CAN总线与一般的通信总 线相比，它的数据通信具有突出
DZZ3型自动气象站由数据采集系统、传感器、电源部件、 数据传输模块四部分组成
数据采集系统包括主采集器、温湿度分采集器、地温分采 集器、辐射分采集器以及可扩展的气候分采集器、土壤水分分 采集器。各采集器之间采用CAN总线进行数据通信。 供电由交流市电（或太阳能）转+12VDC作为主电源，配 以蓄电池作为后备电源。 可根据实际需要选配GPRS、北斗、光纤、RS485长线传 输中的一种或多种方式进行数据传输。
Linux内核文件的三层结构图
嵌入式系统的软件
Linux下的应用软件
RamDisk 文件系统
weather 测量采样进程
weather-sjwj 数据存储进程
pc485 PC通讯进程
嵌入式系统的软件
数据采集控制系统应用软件采用多进程结构设计，按照软件工程 中的解耦原则将系统任务分为三个功能模块： ● weather 负责传感器实时采样、与分采集器/智能传感器通 讯； ● weather-sjwj 负责将采样、分钟和小时数据按即定格式存 储在外部存储介质中，如CF卡； ● pc485 负责与业务计算机通讯，定时发送数据，并监听总线， 等待接收命令。 当系统工作时，三个功能模块各自成为一个独立的进程，在统一 的系统时钟下，运行各自对应的程序。