許　瑋

中圖分類號(hào)：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110025-01

自動(dòng)氣象站是由電子設(shè)備或計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)進(jìn)行氣象觀測(cè)和資料收集傳輸?shù)臍庀笳?。有三種形式：無人自動(dòng)氣象站，有線遙測(cè)自動(dòng)氣象站，長(zhǎng)期自動(dòng)氣象站。

一、自動(dòng)氣象站系統(tǒng)組成

自動(dòng)氣象站系統(tǒng)由無線終端及數(shù)據(jù)中心兩部分組成。無線終端主要包括傳感器和數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)氣象要素信息的采集與傳送。數(shù)據(jù)中心包含三套軟件，分別是中繼分發(fā)軟件、氣象數(shù)據(jù)處理軟件和GPRS實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件。中繼分發(fā)軟件負(fù)責(zé)氣象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)，氣象數(shù)據(jù)處理軟件主要是針對(duì)用戶界面對(duì)氣象數(shù)據(jù)的一系列應(yīng)用與分類顯示，GPRS實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件是對(duì)于整個(gè)湖北省所有自動(dòng)氣象站的聯(lián)網(wǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成

無線終端采集器主要由各信號(hào)輸入模塊及中央處理器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、采集器控制程序

采集器控制程序控制自動(dòng)氣象站運(yùn)行的整個(gè)過程，是數(shù)據(jù)采集、資料處理保存和通信等功能實(shí)現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)，是自動(dòng)氣象站設(shè)計(jì)成功的前提之一。

采集器控制程序需要實(shí)現(xiàn)精確的各氣象要素傳感器數(shù)據(jù)定時(shí)采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)算法處理、存儲(chǔ)；采集器本地、遠(yuǎn)程通信的算法控制；本地、遠(yuǎn)程對(duì)采集器的設(shè)置功能；傳感器模塊的異常報(bào)告功能；采集器控制器運(yùn)行異常監(jiān)視、恢復(fù)功能；當(dāng)采集元素?cái)?shù)量、種類發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)方便升級(jí)。

四、中央站通信服務(wù)及監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)

中央站通信服務(wù)軟件是自動(dòng)氣象站網(wǎng)絡(luò)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集、測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)服務(wù)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的核心。它是面向系統(tǒng)管理人員和應(yīng)用開發(fā)人員的一套系統(tǒng)。利用該軟件，系統(tǒng)管理人員可以設(shè)置各自動(dòng)氣象站站點(diǎn)參數(shù)，發(fā)布采集資料命令，定時(shí)收集氣象要素信息等。中央通信服務(wù)軟件的界面包裝程序稱為中央站監(jiān)控軟件，它提供系統(tǒng)管理人員進(jìn)行自動(dòng)站網(wǎng)絡(luò)配置、監(jiān)控操作的圖形界面。

五、中心站數(shù)據(jù)應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求

在此界面中，站點(diǎn)名稱、觀測(cè)要素、查詢時(shí)間等都可以利用鼠標(biāo)在屏幕上直接選擇，既方便了用戶錄入，又顯著地減少誤操作的頻率。在站點(diǎn)選擇方面，系統(tǒng)自動(dòng)將整個(gè)自動(dòng)站網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)已經(jīng)安裝的站點(diǎn)名稱添入一下拉列表框中，用戶只需要通過鼠標(biāo)選擇某一站點(diǎn)名稱即可；在時(shí)間輸入方面，系統(tǒng)提供兩種方法錄入欲查詢的資料時(shí)間：一是按照指定格式(YYYY-MM-DD HH:MM)通過手工直接輸入，此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)檢查輸入格式是否正確；另一種方法是先設(shè)定合適的時(shí)間漸進(jìn)步長(zhǎng)，再通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊微調(diào)按鈕來選擇時(shí)間，或者直接在下拉列表中滾動(dòng)選擇；在要素名稱的選擇上，也提供下拉列表供用戶直接選擇。

（二）仿MICAPS方式顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)（地圖顯示）

通過接受用戶輸入的要查詢的資料時(shí)刻等信息，自動(dòng)向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送查詢請(qǐng)求，在獲取查詢結(jié)果后，首先經(jīng)過投影變換將站點(diǎn)的經(jīng)緯度數(shù)值轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)，然后以特定的格式（風(fēng)向標(biāo)的物理意義為：旗桿的方向表示風(fēng)的來向，小旗子表示20m/s，長(zhǎng)橫杠表示4m/s，短橫杠表示2m/s，如圖5所示）在屏幕上顯示正點(diǎn)溫度、濕度、氣壓、雨量和風(fēng)向、風(fēng)速，使之符合預(yù)報(bào)人員的使用習(xí)慣。

（三）氣象要素隨

通過接受用戶輸入的要查詢的資料時(shí)段、站點(diǎn)名稱和欲查詢的氣象要素，自動(dòng)向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送查詢請(qǐng)求，在獲取查詢結(jié)果后，系統(tǒng)以資料時(shí)間為橫軸，要素值為縱軸，在屏幕上繪制該要素的時(shí)間變化曲線（如圖5）。

六、結(jié)語

本系統(tǒng)是以滿足我省中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)、人工影響天氣研究和效果檢驗(yàn)、城市氣象服務(wù)等領(lǐng)域地面高密度氣象探測(cè)和快速資料收集、應(yīng)用需要為目標(biāo)，以六要素（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量）自動(dòng)探測(cè)為基礎(chǔ)的技術(shù)先進(jìn)、成本適中、性能穩(wěn)定、應(yīng)用靈活、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、維修方便的中尺度自動(dòng)氣象站系統(tǒng)。

本系統(tǒng)集氣象資料的自動(dòng)收集、處理、管理、服務(wù)于一體，實(shí)用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的規(guī)范性和一定的創(chuàng)新性。為廣大群眾提供更加及時(shí)準(zhǔn)確的氣象信息服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志偉，基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方法，西華大學(xué)學(xué)報(bào)，自然科學(xué)版第25卷第1期，2006(1):37-39.

[2]喻澤成、劉鐵英，嵌入式TCP／IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，電測(cè)與儀表，2005.42(7):51-53.

[3]李守明、周金陵，基于GPRS技術(shù)的智能化鍋爐安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2004.31(7):30-33.

作者簡(jiǎn)介：

許瑋，女，2006.9-2009.3在讀于武漢郵電科學(xué)研究院研究生院，所讀專業(yè)通信與信息，專業(yè)發(fā)展方向?yàn)闊o線通信。