区域自动气象站故障报警系统的设计论文.docx

区域自动气象站故障报警系统的设计论文

摘要：目前，县级台站由地面观测人员负责区域自动气象站监控，工作量巨大，当区域站出现故障时，难免会出现未能及时告知维护人员的情况，严重影响区域站资料的连续性和完整性。针对目前区域站保障中存在的实际问题，基于SMS设计了区域自动气象站故障分析报警系统。该系统能实时监测区域自动气象站的运行情况，并对数据缺测、报文传输失败等极易出现的故障进行短信报警，及时通知业务人员排除故障，有效提高区域自动气象站的资料质量。关键词：SMS区域站故障报警1概述受全球气候变暖影响，极端天气气候事件频发，灾害性天气呈逐年增多的趋势，区域自动气象站(以下简称区域站)的建设，在防灾减灾气象服务工作中发挥了重要的不可替代的作用。近年来，根据湖南省气象局的统一布局，共建设区域自动气象站2000余套，大大增强了探测灾害性天气的自动化程度，提高了风向风速、温度、雨量等气象要素预报的准确率，为各级领导广大人民群众提供了更为完善的气象服务。区域自动气象站作为一种新型气象全自动观测设备，在无人值守的恶劣环境下全天候全自动正常运行。随着使用年限的增加，设备已经进入了故障多发期，损坏率增加，维修困难。随着建站数量的增加，给装备保障工作带来了更大的压力和工作量。由于现阶段区域站故障信息传达不及时，维护人员不能在故障发送的第一时间得知消息，进行维护处理，对自动气象站资料的连续性和完整性造成了严重的影响，如何在区域站发生故障时进行及时有效的维护,确保其安全、稳定运行,成为每个台站需要迫切解决的问题。2设计思想该系统通过后台实时运行，监控分析区域站上传数据，当区域站出现缺测或者数据疑误的情况时，通过短信发送模块，将报警消息短信通知该区域站维护人员。3系统设计3.1系统架构该系统使用C++语言开发，后台数据库采用SQLSERVER。系统架构主要由省局区域站数据服务器、区域站数据监控服务器和短信发送模块组成。硬件1)SMS短信模块：短息功能转发组件，用于发送短信。2)区域自动气象站：内含各气象要素传感器，用于获取外界气象要素值。软件1)SMS短信驱动模块：SMS短信模块驱动，为SMS基站告警软件发送短信提供接口。2)区域站数据服务器：解析区域站报文，存储区域站数据，为区域站报警软件获取区域站信息提供接口。3)区域站报警软件：主要功能如下实时获取各区域站气象要素信息;配置各气象要素报警范围;配置短信发送模式(发送时间段限制，接收者等)。4区域站报警软件设计区域站数据服务器：接收区域站传输报文，分析报文并存储到数据库。区域站监控服务器：运行区域自动气象站故障分析报警软件，当发现区域站故障时，提取出故障信息和站点信息，编成报警短信，并发送到短信发送模块。短息发送模块：由短信MODEM、SIM卡、短信服务器软件组成。当接收到系统监控软件发送的报警短信时，通过连接在区域站数监控服务器上的短信发送模块将报警短信通过移动运营商发送至指定用户手机。4.1软件功能设计(1)参数设置功能：在程序初始化运行时，需要设置参数信息，参数信息包括故障报警的时间阈值、台站维护人员信息(如图1)。故障报警时间阈值N：将区域站故障分为数据错误和报文缺测，由于区域站传输中可能出现掉包的情况，为了避免偶尔出现的其他导致报文缺测触发发送报警短信的情况，只有在当前时次前N个时次连续出现故障时，才发送报警短信。台站维护人员信息：所属地区(精确到台站)，维护人员姓名、手机号码。(2)故障分析功能：分为数据错误检测和报文缺测检测。首先检测当前时次报文是否缺测，如果没有缺测在检测该区域站各要素数据是否符合气候学界限值检查，当存在报文缺测或者要素缺测的情况时，记录站点故障信息。该功能每小时按序将各个站点故障分析一次。数据错误检测：检测报文各区域站要素值是否在气候学极值的范围内，当某要素值超出极值范围时，记录故障信息。(3)故障检测功能：设计连续故障检测函数Failure(T，N)。在函数运行时检测当时次前N个时次的故障记录，当N个时次同时存在故障记录时，返回TRUE，编辑发送报警短信。返回False时，退出，进入下一站点故障检测。4.2相关数据库表设计表1站点维护人员表5总结该系统对全省所有区域自动气象站的温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素进行全天候监测，对于达到报警标准的站点立即发送报警短信通知相关维护人员，可以在监控人员不在电脑旁、深夜等情况下直接联系到人，即减轻了基层台站工作人员负担，又有效的排除了报警死角。该系统拓宽了报警信息的发布渠道和手段，将以往通过电话逐一联系维护人员、人工发送短信的传统方式变为系统自动分析数据、自动发送短信，减少了中间环节耽误的