气象站观测场内WIFI热点的组建方法

唐 坤,曹 艳,李建宇

(1.湖南省气象技术装备中心,湖南 长沙 410007;2.湖南省娄底双峰县气象局,湖南 娄底 417700)



气象站观测场内WIFI热点的组建方法

唐 坤1,曹 艳2,李建宇1

(1.湖南省气象技术装备中心,湖南 长沙 410007;2.湖南省娄底双峰县气象局,湖南 娄底 417700)

目前，新型自动气象站从室外观测场到室内业务电脑之间的数据传输方式是光纤通信。若利用光电转换技术，无需任何基建施工，通过简单的网络硬件增添与相应设置，就可以实现观测场内高速WIFI热点覆盖。观测场若有了高速WIFI无线网络，将很好地支撑现场视频语音维修指导，对于装备保障工作意义重大。

新型自动气象站；wifi热点；光电转换

1 引言

随着新型自动气象站快速广泛的建设，观测场内的自动气象设备越来越多，故障率也随之升高，而设备故障维修最关键的就是要保证时效性。过去，湖南装备保障工作中远程指导基本以电话和基于手机网络的文本或语音为主。电话指导有相当大的沟通局限性，手机网络指导则因流量有限或网速等问题导致效果非常不好。层层环节的时间耗费造成了保障工作无法高效运行。高速WIFI热点的生成，可以将手机等移动网络端很好地应用在观测场内的设备保障工作中。与故障设备现场的同志采用实时视频语音的指导方式，能很快地定位故障原因，并解决故障。

目前湖南省共有观测站点97个。在故障率比较高的站点，本文中所提到的WIFI搭建方法已经得到了推广应用，并且在过去的汛期保障工作中发挥了巨大的作用。

2 WIFI搭建系统的结构与原理

如图1所示，光电转换器是专门应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的网络环境中。气象站值班室是具备高速网络环境的，值班室业务电脑到观测场自动站设备的数据传输均采用光纤通信。搭建观测场WIFI热点，只需要在值班室端增加一台光纤转换器，此光纤转换器的RJ45网络端口连接到值班室的局域网交换机上，光纤接口通过现有的数据传输光纤后连接到观测场端的另一个光纤转换器。这样就利用了现有的数据传输线路，将室内的高速网络引入观测场。然后把观测场端的光纤转换器上的RJ45网络接口连接到小型无线路由器的WAN口上，由此便可将有线高速网络变成无线WIFI热点。光纤转输距离远，以目前的观测场到值班室之间距离肯定符合传输距离上的要求。这样的改造无需任何基建改造，成本极低。

3 WIFI搭建系统所需要的硬件设备

只要增加两个ST接口的光电转换器，一个无线路由器便可完成热点WIFI生成的系统搭建。新型自动站采用的是光纤传输，传输的光纤共有6芯，目前在日常数据传输中只使用了2芯，其它4芯均为业务备份。

在WIFI搭建中只要用到传输光纤其中的2芯。改造成功的结果就是其中2芯做为自动站业务传输使用，再2芯做为WIFI搭建使用，最后剩余的2芯做为业务数据备份线路。对于现有业务运行和数据传输备份都没有产生影响。

4 WIFI搭建系统的具体操作方法

4.1 值班室内的搭建方法

将准备好的其中1个光电转换模块放在室内业务电脑主机附近，RJ45网络口插入独立的网线。此网线是从台站网络交换机上引出来的，具有独立的IP。使用测试笔记本连上此网线通过相应的IP设置能进行互联网的访问，测试结果表明所配的IP可用。将备份用的4根自动站传输光纤任选2根标记好，1根光纤接光电转换模块TX端，另1根光纤接RX端，然后将光电转模块通上电。这样我们就完成了室内的接线与设置。

图1 整体结构框架Fig.1 Overall framework

4.2 观测场内的搭建方法

将另1个光电转换模块放在新型自动站主采的机箱内，把室内连接TX的那根光纤接入室外光电转换模块的RX端口，连接室内TX端口的光纤接入室外转换模块的RX端口。然后将室外光电转换器的RJ45网络端口用一根网线连接无线路由器的WAN端口。无线路由器同样也是摆放在室外的主采集器机箱内。

完成好线路连接后，接上光电转换器与无线路由器的电源。此时两端的光电转换器网口100M指示灯绿灯频闪，证明当前光纤线路两端之间的通信正常。此时无线路由生成的WIFI热点网络也已经可以用测试手机或笔记本搜索的到。但此时是无法上网的，因为截止到目前只是完成了线路的连接，让测试设备上网还需要进一步的网络IP设置。

5 无线路由器的设置方法

在观测场内用测试笔记本连上无线路由器生成的WIFI热点，输入“192.168.1.1”登入无线路由器的主界面。在主界面中我们选择网络设置中的WAN口设置，选择静态网络地址。将之前已经测试成功的独立IP输入，然后填好相应的子网掩码、网关、DNS等信息。点击保存后，重启无线路由器。

此时已经完成了相应的网络设置，接着用测试笔记本或手机再次连接WIFI热点便可以浏览互联网的网页，证明设置和通讯都是正常的。

6 网络信号强度与网速测试

湖南的观测站目前都是采用电信10 Mbps专线网络传输，值班室的互联网速率可以达1 M/S。利用手机与笔记本分别在室内与室外进行网络强度与网络速度的测试。在观测室内的网络下载速度为1 MB/S。在观测场里选取2个点，第1个点是在观测场内自动站主采机箱旁1 m，第2个点是在观测场内距离机箱最远的西南角浅层地温场，距离大概30 m。多次测试的平均数据如表1所示，可以看到实测网速值都足以满足业务要求。

表1 WIFI热点信号强度测试比较

7 结束语

WIFI热点的搭建原理方法简单，其改造成本也非常低。在未来的几年内，湖南气象装备将在所有的气象观测站部署WIFI热点。观测场高速WIFI的生成有利于现有装备保障业务工作的开展，对于未来的无线智能观测场数据传输及实时远程网络监控、探测环境保护等其它地面装备业务也有很好的支撑。

[1] 中国气象局[编].地面气象观测规范[M].北京：气象出版社, 2003.

[2] 邬宽明编著.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社, 1996.

[3] 王娟,郭家奇,刘微.WIFI技术的深入探讨与研究[J].价值工程，2011,30(6):91-92.

[4] 朱长乐,王景权,董炳瑞.ISOS业务软件的监控系统设计[J].贵州气象,2016,40(3):75-77.

[5]李翠翠,周枫,杨亭.基于Web的温度表检定系统的设计与实现[J].贵州气象,2015,39(3):51-55.

Weather observation field WIFI hotspot formation method

TANG Kun1，CAO Yan2，LI Jianyu1

(1.Hunan Meteorological Technology and Equipment Center, Changsha 410007, China;2.Meteorological Bureau of Shuangfeng County, Loudi City, Loudi 417700, China)

Currently, the data transmission of the new automatic weather observation from the outdoor field to the indoor business computer adopts optical fiber communication. If the photovoltaic technology is used, without any infrastructure construction, by simply adding network hardware and set accordingly, high-speed WIFI hotspot field observations can be achieved. If observation field provides high-speed WIFI wireless network, good support will be provided to live video voice guide service, it is of great significance for the equipment support work.

automatic weather stations; WIFI hotspots; observation site

1003-6598(2016)04-0073-03

2016-05-23

唐坤(1985—)，男，工程师，主要从事自动站设备保障工作，E-mail:kunkun271@qq.com。

TN926.+24

B