CAMA—JT型交通自动气象站故障分析与维修

刘朝林，徐文隆，周玉红，冷 宇

(贵州省大气探测技术与保障中心，贵州 贵阳 550002)

1 引言

贵州省气象局于2012—2013年在贵州省境内高速公路上建设了12个CAMA—JT型交通自动气象站，通过这些交通自动气象站能实时有效地监测高速公路路况的温度、湿度、降水、风向、风速、能见度、路面状况等要素的气象资料，特别是当出现路面结冰、浓雾导致能见度低等严重影响交通运输安全的天气情况时，能及时发布交通预警信息，为交通运输安全提供重要的气象保障服务。

该设备由硬件和软件2部分组成。硬件主要包括传感器、采集器、通讯接口、系统电源和中心服务器等;软件有采集软件和地面测报业务软件。

在交通自动气象站的运行过程中，有时会出现站点无数据上传的情况，需要通过对此类故障进行分析和总结，以减少此类故障发生，提高交通自动气象站的运行效率。

2 交通自动气象站的工作原理

随着气象要素值的变化，交通自动气象站各传感器感应元件所输出的量值也会随之产生变化，所输出数值被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过量化处理，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，按照一定的格式将数据存储在采集器中，并定时将数据通过GPRS无线通讯网络发往中心服务器，这些数据按照规定的格式存储在数据库中。用户可以通过客户端软件随时查看和调用，并根据业务的需要生成各种气象记录报表和气象数据文件。

图1 交通自动气象站工作原理框图

3 故障现象及诊断分析处理

交通自动气象站工作原理如图1所示，所有气象要素值都会通过采集器处理，再经过无线通讯设备上传至中心服务器，在供电正常情况下为什么会发生没有数据上传的情况，现主要从采集系统、无线通讯两部份入手，分析故障原因。

3.1 采集系统部分

采集系统主要是完成传感器信号的采集，解析，存储上传等，具体判断方法如下:

第1步:供电正常情况下，根据采集器面板指示灯可以初步判断采集器是否正常工作，如下表1所示。

表1 采集器面板指示灯状态

第2步:利用万用表直流档测量采集器数据输出端口与通信端口的直流电压值(4.5～5.5V)是否正常。

根据表2所示，具体判断方法如下:用万用表红色表笔接双蓝线(19针通迅地)，黑色表笔分别接红(20针信号收)和白(21针信号收)两线，测量它们之间的直流电压是否正常?若测量值均分别在4.5～5.5V之间，表示采集器端口信号收发均有数据输出，工作正常;若万用表测量值不在4.5～5.5V范围内，则表示采集器无数据输出，采集器端口或采集器出现故障，此时更换采集器即可。

表2 采集器与传感器连接示意表

第3步:在采集器工作正常情况下，如仍无数据上传时，则需要继续检查采集器到通讯设备端的串口线是否正常，首先从外观检查串口线是否有断裂或破损，然后再利用万用表通断档来测量串口线是否有短路或断路情况发生，红黑表笔分别打在采集器联线端和串口端颜色一致的线路上，若听见有喋喋的声音表示线路正常，无则表示发生线路故障或串口端口虚焊等断路故障，更换串口线或重新焊接即可，如综上情况皆已排除，则需要检查无线通讯设备部分。

3.2 无线通讯设备部份

无线通讯设备主要是完成各要素数据的上传，具体判断方法如下:

第1步:首先检查模块是否正常上电，再检查通信模块外天线有无破损现象，或天线与模块之间是否连接正常。若有损坏，则更换天线:若连接不正常，则需要重新连接正常;若均正常，则要根据通讯模块运行状态灯来判断其是否工作正常。

第2步:根据模块 PWR、DATA、NET 3个灯的运行状态来判断模块是否与通信网络连接正常，有无数据收发。当NET灯闪亮或灭的状态下，表示未找到GPRS网络，此时需检查SIM卡是否欠费、停机或接触不良(可通过拔打本站手机号码来判断是否欠费停机)。若NET灯常亮，则表示已正常找到GPRS网络。当PWR灯闪烁较快(3次/s)表示未能与GPRS网络联接，需查看无线模块的IP地址与端口号是否正确，还需查看中心站软件是否打开或者中心站软件运行电脑是否联网。若PWR灯闪烁较慢(1次/s)，则表示已经成功与中心站的网络连接。当DATA灯闪亮时表示有数据收发(1次/min)，当DATA灯闪烁正常情况下，中心站还是未收到数据，在此情况下，需要查看模块参数设置是否正确，主要查看中心站IP地址、中心站端口、波特率等参数设置是否正确。

4 故障处理小结

交通自动气象站无数据上传的原因很多，但从目前我省现有运行站点的情况来看，其故障主要集中在采集系统、无线通讯两部分。

采集系统主要是通过面板指示灯及采集器端口上传数据时的直流电压值来判断是否正常，而无线通讯主要是通过模块PWR、DATA、NET三灯的运行状态来判断其与通信网络是否连接正常及有无数据收发等。

因此，当交通自动气象站运行中出现无数据上传故障时，要充分根据其工作原理，结合故障现象及设备自身运行情况来进行故障的准确判断和找到故障点，从而快速地排除故障和修复设备，使之正常工作。在实际工作中，技术人员要多注重理论和实际结合，多总结经验，以加强对交通自动气象站的维修维护能力，提高我省交通自动气象站的运行效率，为贵州省交通运输安全做好气象装备保障。