白文明

（通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

DZN2型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀投入運(yùn)行已經(jīng)有幾年時(shí)間了，在日常技術(shù)保障工作中，總是能遇到各種各樣的問題，為了快速解決遇到的問題，需要熟知儀器設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)、功能及測(cè)試方法，還要掌握利用儀器調(diào)試軟件進(jìn)行測(cè)試的方法及參數(shù)配置方法，熟知和掌握了這些知識(shí)，可以有效的提高故障排查能力，保障DZN2型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀的正常運(yùn)行。

1 DZN2型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀系統(tǒng)組成及功能

1.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

可以將DZN2型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀整體分為供電系統(tǒng)、探測(cè)器及采集系統(tǒng)成三部分。供電系統(tǒng)主要為系統(tǒng)運(yùn)行提供工作電壓，探測(cè)器主要負(fù)責(zé)探測(cè)系統(tǒng)所需頻率信號(hào)通過485通訊線傳輸至采集板，采集系統(tǒng)主要是接收探測(cè)器傳來的信號(hào)進(jìn)行處理形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過鑲嵌在其上面的通訊模塊傳輸至中心站。

1.2 供電系統(tǒng)

固定地段自動(dòng)土壤水分探測(cè)器供電系統(tǒng)由220V開關(guān)、開關(guān)電源、電源控制器等組成。作物地段自動(dòng)土壤水分探測(cè)器供電系統(tǒng)由太陽能電池板、電源控制器等組成。

1.3 探測(cè)器

探測(cè)器由傳感器、結(jié)構(gòu)件以及處理板（接口電路板）組成。傳感器探測(cè)要素信號(hào)，處理板進(jìn)行信號(hào)收集處理及傳輸至主采集板，傳感器及處理板都通過插針式電路連接在結(jié)構(gòu)件上，通過結(jié)構(gòu)件進(jìn)行連接通信。探測(cè)器的供電來源于采集板，探測(cè)器通過RS485通訊方式與采集板通訊。

1.4 采集系統(tǒng)

采集系統(tǒng)由采集板、通訊板以及調(diào)試串口等組成，主要負(fù)責(zé)探測(cè)信號(hào)的處理及傳輸至中心站。

采集板上有3個(gè)指示燈，含義和狀態(tài)為：“GPRS”網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈，綠色，連接網(wǎng)絡(luò)正常3秒1閃，快閃為尋找網(wǎng)絡(luò)，不閃為模塊未啟動(dòng)；“RUN”系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈，黃色，正常狀態(tài)秒閃；“+5V”電源指示燈，紅色，供電正常時(shí)常亮，為通訊板供電。

紐扣電池主要為采集板的時(shí)鐘芯片供電，當(dāng)系統(tǒng)停電或采集板不用時(shí)，可以保證時(shí)鐘芯片繼續(xù)工作。調(diào)試串口主要用來連接筆記本電腦，通過軟件來檢測(cè)和配置采集板。

1.5 通訊模塊

通訊模塊是用來通過無線傳輸方式將系統(tǒng)探測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至中心站。

通訊模塊上有兩個(gè)指示燈，含義和狀態(tài)為：“NET”（V3）網(wǎng)絡(luò)指示燈，正常 3 秒 1 閃；“STT”工作狀態(tài)指示燈，正常常亮。

2 DZN2型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀常見問題

2.1 供電問題

當(dāng)采集板上指示燈均不亮?xí)r，可以判斷為系統(tǒng)供電故障，通過萬用表直流20VDC檔量取采集板供電口電壓來確定。

確定供電故障，固定地段供電系統(tǒng)排查流程為：1.交流電輸入是否正常，2.開關(guān)電源直流輸出是否正常，3.電源控制器上電源輸出是否正常，4.保險(xiǎn)管是否熔斷。

作物地段供電系統(tǒng)排查流程為：1.觀察太陽能板是否被遮擋、表面是否清潔、接線是否牢靠，發(fā)現(xiàn)問題相應(yīng)處理；2.觀察電源控制器工作模式是否為“6”，工作模式不對(duì)應(yīng)通過按鈕進(jìn)行設(shè)置；3.測(cè)量太陽能電池板供電是否正常（將供電線取下測(cè)量），如果輸出電壓過低需更換太陽能板；4.測(cè)量蓄電池電壓是否正常，若電壓低于10.8V需更換；5.測(cè)量電源控制器直流輸出是否正常，其它都正常但直流輸出異常，更換電源控制器。

注意：作物地段，由于連日陰雨天，將導(dǎo)致蓄電池充電不及時(shí)而造成過度放電，當(dāng)日照正常時(shí)，蓄電池需充電恢復(fù)到一定電壓，充電控制器才會(huì)重新自動(dòng)上電，在此之前可以手動(dòng)重啟讓系統(tǒng)工作。

2.2 設(shè)備突然斷電，再上電之后所有數(shù)據(jù)缺測(cè)

一般導(dǎo)致這種故障的原因有兩種：

一是，由于設(shè)備工作時(shí)間很長，導(dǎo)致采集板紐扣電池饋電，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，采集器時(shí)鐘芯片不能繼續(xù)工作，使得系統(tǒng)時(shí)間錯(cuò)誤，與當(dāng)前時(shí)間不一致，及時(shí)重新上電，由于采集時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間不一致的問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法入庫。測(cè)試辦法：連接筆記本電腦，通過測(cè)試軟件讀取采集器時(shí)間，如果不一致，說明紐扣電池饋電。解決方法：更換紐扣電池，在通過調(diào)試軟件校準(zhǔn)采集器時(shí)鐘即可。

二是：采集板有個(gè)程序存儲(chǔ)器，不斷的存儲(chǔ)系統(tǒng)程序，當(dāng)突然斷電時(shí)，恰巧存儲(chǔ)器未完成存儲(chǔ)，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)走亂，再上電時(shí)，由于系統(tǒng)參數(shù)異常，所以數(shù)據(jù)不能進(jìn)行正傳輸，導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測(cè)。測(cè)試辦法：連接筆記本電腦，通過調(diào)試軟件獲取系統(tǒng)參數(shù)，如與之前不符，說明參數(shù)走亂。解決方法：通過調(diào)試軟件，重新配置系統(tǒng)參數(shù)即可。注：保障人員需掌握對(duì)每個(gè)站的參數(shù)信息，否則只能聯(lián)系中心站查詢（配置參數(shù)有采集器地址，層數(shù)，中心站IP、端口號(hào)）。

2.3 所有數(shù)據(jù)突然缺測(cè)

可能有的原因：1.供電異常；2.通訊異常；3.采集板異常；4.條形板異常；5.線路異常。

排查流程：1.檢查供電，供電異常進(jìn)行相應(yīng)處理；2.查看采集板指示燈是否正常，讀取參數(shù)是否正常，若參數(shù)正常，指示燈異常（特別是RUN和+5V不亮），更換采集板；3.查看通訊板指示燈是否異常，檢查SIM是否欠費(fèi)，欠費(fèi)繳納，未欠費(fèi)，指示燈異常更換通訊板；4.供電、采集板、通訊板都正常，檢查線路，做還回測(cè)試，不正常則更換線路；5.其它全部正常，讀取數(shù)據(jù)，失敗則更換接口板（條形板）。

2.4 某層頻率為0

一般為傳感器故障。排查流程：將探測(cè)器取出，更換當(dāng)層傳感器，重新寫入新裝傳感器空氣頻率和水中頻率，若故障恢復(fù)，則為傳感器故障；若故障未排除，而新?lián)Q傳感器無故障，則更換結(jié)構(gòu)件（可能是排針處有問題）。注：1.更換傳感器要注意新傳感器的撥碼開關(guān)要與所在層數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)；2.更換新傳感器需向中心站告知新傳感器的兩個(gè)頻率參數(shù)。

2.5 數(shù)據(jù)異常跳變、缺失、超出范圍

造成此種問題的原因有以下幾種：1.套管進(jìn)水。檢查套管密封是否良好，如異常，需將整個(gè)套管抽出，擦干設(shè)備及管壁，更換干燥劑，換臨近地點(diǎn)重新進(jìn)行安裝（不能使用原來口）；2.土壤龜裂。查看探測(cè)器周圍土壤是否有龜裂現(xiàn)象，有及時(shí)進(jìn)行處理；3.作物地段作物進(jìn)行澆灌。與當(dāng)?shù)刈魑镓?fù)責(zé)人聯(lián)系，在進(jìn)行作物澆灌時(shí)及時(shí)聯(lián)系，以免誤判；4.凍土的影響。凍土發(fā)生時(shí)，土壤中水分發(fā)生了相變，導(dǎo)致探測(cè)數(shù)據(jù)異常偏低。

3 設(shè)備維護(hù)

查看太陽能板是否有遮擋或是被異物覆蓋，及時(shí)清理。定期測(cè)試蓄電池空載電壓，過低需及時(shí)更換。探測(cè)器最好每半年更換一次干燥劑，確保探測(cè)器不受潮濕等因素影響。做好觀測(cè)場(chǎng)地的日常維護(hù)，防止觀測(cè)場(chǎng)地的破壞帶來的數(shù)據(jù)異常。

4 總結(jié)

做好土壤水分觀測(cè)儀的日常維護(hù)工作能夠很大程度上減少設(shè)備故障、數(shù)據(jù)異常等情況的發(fā)生。但是，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各組成部件的功能，掌握故障測(cè)試和診斷方法能夠有效的提高故障排查效率，快速排除故障。