CAWS600-RT型区域自动站常见故障诊断排除初探

王佳明，周 艺，潘凤妮（威海市气象局，山东 威海 264200）

CAWS600-RT型区域自动站常见故障诊断排除初探

王佳明，周 艺，潘凤妮
（威海市气象局，山东 威海 264200）

摘要：通过对CAWS600-RT型区域自动站常见故障的分析，发现该型区域自动站主要是供电和通讯系统容易出现故障，对故障的诊断排除可以采用远程诊断和现场排查相结合的维修方法，利用中心站软件、万用表、笔记本电脑、专用软件等工具，实现快速诊断和及时维修，提高了该类区域自动站故障维修及时率和数据到报率。

关键词：区域自动站；常见故障；远程；诊断和排除

资助项目：山东省气象局预报员专项（SDYBY2014—06）资助

引言

CAWS600-RT型区域自动站（简称区域站）是无人值守的自动气象站，它由太阳能供电系统提供工作电力，通过传感器获取所在地的风向、风速、温度和雨量数据，数据经采集器处理后，由其通讯系统上传到中心站[1]。2006年7月，威海市气象局投资建设了36个该型区域站，这些自动站的业务运行，使威海市气象监测、预警能力大大增强，在快速、准确、动态、实时监测灾害性天气和提高预报服务等方面发挥了重要作用。2006—2013年该型区域站的故障多数集中在供电和通讯系统，为保证快速诊断、及时排除故障，此文总结了2006—2013年该型区域站供电和通讯系统方面的常见故障，总结出一套远程诊断和现场排查相结合的维修方法。

1 供电系统常见故障维修

供电系统常见故障的技术保障，分为远程诊断和现场排查两个过程[2]。

1.1 故障远程诊断

区域站故障发生时，在市局中心站通过分析收到的故障区域站电压数据的变化趋势，可远程诊断供电系统的故障原因。

1.1.1 蓄电池故障

从市局中心站上查看区域站的工作电压，可远程判断故障原因。如果区域站白天工作电压正常（6.5V左右），经常在夜间工作电压由正常值逐渐降低到5.8V左右时发生“离线”故障；或者经常在大雾、阴雨天时发生“离线”故障，而在太阳升起后故障消失恢复“上线”。据此类故障现象判断，区域站“离线”是由蓄电池故障引发的，一般发生在建站3～5a后的时间内，大多是因蓄电池自然老化，达不到5～7d期限的储能要求所致，更换蓄电池后故障自动消除。

因太阳能供电线路虚接导致蓄电池得不到有效充电的故障现象也与上述情况类似，但此类故障在远程初诊后还需到现场进一步排查。

1.1.2 太阳能充电故障或充电控制器故障

在非大雾或非阴雨天的白天，在中心站查询区域站发生“离线”故障时电压为5.8V左右，或“离线”故障发生在夜间，且到太阳升起后电压值仍无明显变化时，可初步诊断为太阳能充电线路或充电控制器存在故障。具体原因还需到现场进一步排查。

1.2 现场故障排查

对于远程诊断经常在夜间和阳光不足时发生故障的区域站进行现场排查时，按下列方法判断故障原因。

1.2.1 蓄电池故障

在现场拔掉机箱内采集器与蓄电池连接线的插头（保留太阳能充电线路连接），使蓄电池空载，用万用表测量蓄电池正负极的电压。如果太阳能输出电压、电流指标正常，且充电控制器工作状态也正常时，蓄电池电压保持5.8V左右不变，说明该蓄电池已报废，需更换新的蓄电池；如果测量蓄电池电压在6V～6.5V之间，在30min后断开太阳能充电线路进行复测：在未接负载的情况下如果产生较大压降，说明之前蓄电池测量显示的正常电压为浮充电压，该蓄电池已不能有效存储电量，需更换；如果复测的电压仍保持正常值不变，该蓄电池可暂时使用，但还需经历两三个连续阴雨天或大雾天的使用进行检验，以确定是否可以继续使用。在连续两三天得不到有效充电的情况下，蓄电池电压如果降到了5.8V左右，则证明该蓄电池的储能性能下降，需更换，否则可继续使用。

1.2.2 太阳能充电系统故障

太阳能板在外观良好情况下，可正常使用。当目测到太阳能板受光面有破损或电缆线有断路或虚接现象时，即使当时充电状态良好，也要尽快维修或更换，避免日后出现无法充电或充电不足的故障隐患。

充电类故障，需在现场用测量法进行排查。在充电控制器输入端，用万用表测量太阳能板输出电压为0V，即可断定是太阳能电缆线或太阳能板后接线盒内的接线端子、整流二极管有断路情况发生；如果测量输出电压为6.8V～9V之间，还需进一步测量太阳能的输出电流。正常情况下，非阴雨天的输出电流均应在0.1A以上，阳光充足时可达到1A左右。如果充电电流低于0.1A且不为0时，可断定是电缆线、接线端子或整流二极管有虚接现象。电压和电流异常均需放杆作业，进一步查找故障原因。

1.2.3 充电控制器故障

如果太阳能板充电输出指标正常，蓄电池仍得不到有效充电时，需进一步测量DY07充电控制器模块的电压输出情况。如果没有电压输出，可断定是该模块已损坏或采集器板上负责供电的印刷线（铜带线）有短路发生。此类故障可通过目测排查。对于模块故障还可以采用“替换法”排查，用性能好的DY07充电控制器模块进行替换测试，通过对比测试，即可判断好坏。

2 通信系统故障

通过远程诊断和现场排查两种方法对通信系统故障进行诊断。

2.1 故障远程诊断

当中心站收不到区域站的上传数据时，先在中心站软件上查看该站的通讯状态。如果为“在线”状态，说明区域站每间隔几分钟发送一次、用于联络无线网络和中心站的“心跳包”能被中心站正常接收。故障一般存在于采集器上。如果为“离线”状态，但之前收到的数据显示工作电压正常时，可请区域站生产厂家用其高权限的通讯参数设置工具远程重置该站的通讯参数。重置后，通讯状态恢复正常且数据上传正常，说明故障是由区域站通讯参数丢失导致。否则需到现场进一步排查。

另外可通过手机向故障区域站的SIM卡发送“GETCOMM00!”和“GETSTATIC01!”短信命令，用于获取该站通讯模块中IP地址、端口号、接入点、协议和站号等参数。如果返回参数和原始设置参数相同，说明模块中通讯参数没有问题，故障与参数设置无关。否则需到现场重置参数。如果一直无短信消息返回，可初步判断是供电系统或SIM卡通讯公司的基站出现了故障。

对于通讯公司野外基站故障、有线通讯网络故障、区域站通讯模块供电故障、通讯模块及附属部件故障、SIM卡损坏等故障问题，均需到现场进一步排查。

2.2 故障现场排查

在现场查看区域站采集器上的电源灯和网络灯闪烁状态是否正常。正常情况下网络灯的闪烁周期为3s。

2.2.1 通讯基站故障

查看区域站天线和通讯铁塔的直线距离内是否有新建筑物或构筑物产生遮挡。如果有，需测试站址GPRS信号强度。

用与该站SIM卡有相同通讯模式且开通上网功能的手机测试信号强度和上网速度。此时要分别在离区域站通讯天线最近处和区域站附近的开阔地或制高点等地点进行对比测试。如果在区域站通讯天线最近处比其它两个地方的上网信号弱且速度慢，可判断是因障碍物阻挡或通讯基站信号功率减弱所致。需联系通讯公司对该通讯基站功率进行加大调整；如果在三个测试点均无上网信号，则可断定该通讯基站有故障。为促使通讯公司尽快对故障基站进行维修，最大程度减小其故障对区域站数据上传率的影响，通过拨打通讯公司全国统一客服电话进行投诉比直接找通讯公司区域经理解决的方式快捷、有效。如果手机没有开通上网功能，也可用收发彩信的方式进行测试。

2.2.2 通讯模块供电故障

判断通讯模块供电故障时，暂不要做重启采集器和供电系统的操作动作，否则可能会因重启后的初始化动作使某些故障现象暂时消失，隐藏了故障的真正原因。

先用万用表测量通讯模块的输入电压，如果低于5.8V，可判断通讯模块和采集器因供电电压不足保护性关闭，需进一步排查区域站供电系统加以解决。

2.2.3 通讯模块硬件及附属部件故障

首先查看通讯模块外观，其管脚是否有断路或腐蚀现象发生。在离海边、水库或河流距离较近的区域站，通讯模块容易因机箱胶条老化、密封不严而长期受到盐雾或水汽的侵蚀，特别是通讯模块上纤细且排列紧密的芯片管脚最易因腐蚀而发生短路或断路现象。另外曾有因通讯模块内缓存芯片擦写次数达到设计极限而无法存储各种参数的故障发生，需返厂更换该芯片。

查看通讯天线线缆外观是否良好，与主板上的插座连接是否良好，特别要检查天线线缆插头内的插针长短是否合适、是否变形，是否处在插头螺帽的中心位置，其上是否有氧化物。这些因素均可因接触不良造成通讯故障。

检查SIM卡插槽，是否有松动现象。SIM卡上金手指平面是否有凸凹形变，金手指表面和卡座金属弹片的触点上的氧化物是否过多[3]。可用橡皮擦清除触点上的氧化物，消除由SIM卡接触不良引发的通讯故障。

2.2.4 SIM卡损坏故障

把区域站通讯模块内的SIM插到同一通讯模式手机中，进行上网测试。如果不能上网，说明该SIM卡已损坏，更换新的SIM卡后通讯故障消除。

2.2.5 用自动站维护软件进行通讯故障判断

在区域站通讯系统硬件无故障、指示灯闪烁状态正常时，对于中心站收不到该站数据的故障，还可通过工具软件对通讯系统进行诊断。

首先利用在“串口调试助手”软件中用“GETTIME！”命令对采集器系统时间进行获取。如果返回的采集器时间与北京时间不一致，需重新对采集器系统时钟进行设置。设置后如果中心站接收到了区域站数据，说明故障是采集器与中心站时钟不一致导致，否则需利用自动站维护软件继续对整个自动站系统进行监控和诊断，从反馈的信息上找出GPRS状态是否激活、登录无线数据网络是否成功、GPRS呼叫是否成功、TCP连接是否成功、与中心站服务程序连接是否成功等信息，根据提示信息对通讯链路存在的问题作出进一步诊断。

2.2.6 利用2G无线网卡排查通讯公司有线链路故障

在区域站运行正常的情况下，如果经常发生观测数据上传延迟且延迟时间基本一致的情况时，故障大多是由通信公司网络优化和出口调整导致通讯链路工作状态不稳定所致。威海局在2013年9月、10月曾多次发生部分区域站正点数据延迟超过50min的问题。

此类问题的解决，需到区域站站址现场进行测试。把故障区域站的SIM卡插到连接笔记本电脑的2G无线网卡中，在DOS状态下，用“tracert+IP地址”和“tracert+IP地址+端口号”的命令进行路由地址动态跟踪。将跟踪返回的信息截屏后发送给通讯公司的网络运营和维护部门，让其根据该信息对网络进行状态分析，查找故障节点。采用这种办法，很快就可以找出故障原因。通讯公司对引起故障的网络节点再次调整后，数据延迟上传的故障现象得到消除。

3 结语

随着区域站数量的增加和气象业务对数据上传及时率、可用率的要求日益严格，不断提高区域站故障排除的时效性和成功率，是当前维修保障工作的重要任务。此文是对CAWS600-RT型区域自动站供电和通讯系统故障远程诊断和现场维修方法的经验总结。随着设备的升级换代，还会出现一些新问题，这需要技术保障人员不断学习、积累经验，保证区域自动站的正常运行。

参考文献：

[1] 李黄.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007：61-90．

[2] 范从文. 区域自动气象站故障判断与处理技巧[J].科技信息，2010（11）：836．

[3] 莫云凯，黄初龙，何苑寅，胡勇华.浅谈区域自动气象站常见故障与处理[J].科技致富向导，2012（12）：165.

作者简介：王佳明（1972—），男，汉族，山东东平人，助理工程师，主要从事技术装备保障工作。

收稿日期：2013-12-12

中图分类号：P415.1

文献标识码：B

文章编号：1005–0582（2015）01–0060–04