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1、    dzz6型雙套自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸模式對(duì)比分析及應(yīng)用    龐旭龍,李博宇摘要:吉林地區(qū)目前地面氣象觀測(cè)為雙套dzz6型自動(dòng)站并軌運(yùn)行模式,本文分析了其數(shù)據(jù)傳輸模式:分別為采用dpz1型綜合集成硬件控制器的光纖連接和串口rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接,以及各自優(yōu)缺點(diǎn),并介紹了吉林省磐石市氣象局對(duì)于光纖連接優(yōu)勢(shì)的利用。關(guān)鍵詞:新型自動(dòng)站;線纜傳輸;dpz1型綜合集成硬件控制器;光纖傳輸;光纖調(diào)制解調(diào)器: p415.12 : a doi編號(hào): 10.14025/ki.jlny.2018.18.081在地面自動(dòng)觀測(cè)綜合測(cè)業(yè)務(wù)不斷追求觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的提高以及

2、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定、高效的形勢(shì)下,現(xiàn)吉林地區(qū)已達(dá)到了全部基層臺(tái)站雙套dzz6新型自動(dòng)觀測(cè)站常規(guī)觀測(cè)要素并軌運(yùn)行的要求,并新增加了dpz1型綜合集成硬件控制器,實(shí)現(xiàn)了全部觀測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)集中傳輸至終端。1 自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸連接模式目前吉林地區(qū)的dzz6新型自動(dòng)氣象觀測(cè)站有rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接及光纖連接兩種方式,各有優(yōu)缺點(diǎn)。1.1 rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接dzz6新型自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)傳輸模式為串口rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接傳輸模式,即在dzz6型數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)之間通過485四芯通信線纜連接的方式,在短距離的數(shù)據(jù)傳輸中此連接方式性能十分可靠。從歷年運(yùn)行的結(jié)果分析,當(dāng)dzz6型數(shù)

3、據(jù)采集器通信端口與終端計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的距離不大于100米時(shí),此連接方式很穩(wěn)定,不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸間斷或錯(cuò)誤代碼的情況,但當(dāng)連接的距離超過100米但未達(dá)到200米時(shí),則需要在兩端增加具有信號(hào)放大功能的長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器,其同時(shí)有一定的保護(hù)數(shù)據(jù)采集器和用戶計(jì)算機(jī)免遭雷擊的效果。由于是雙套自動(dòng)站并軌運(yùn)行,線纜鋪設(shè)過程中會(huì)最大程度上避免信號(hào)干擾問題,但當(dāng)干擾無法避免時(shí),以線纜連接方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)也可能出現(xiàn)錯(cuò)誤代碼的現(xiàn)象,可采取下調(diào)波特率傳輸?shù)姆绞浇鉀Q此問題。在無干擾環(huán)境下的新型自動(dòng)氣象站一般選用9600波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,處在干擾環(huán)境下的新型自動(dòng)氣象站則選用4800或2400的波特率。因新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器采

4、集的數(shù)據(jù)量不多,故而不會(huì)出現(xiàn)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間,從而產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的問題。1.2 光纖連接1.2.1 光纖傳輸特征及利弊 以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)或信號(hào)的傳輸稱為光纖傳輸。由于傳輸?shù)氖枪庑盘?hào),所以不易分支,故而常用于點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接,且光導(dǎo)纖維功率損耗小、衰減少,具有較大的帶寬潛力。其優(yōu)點(diǎn)有靈敏度高,帶寬高,運(yùn)行速率快;不受電磁噪聲之干擾,訊號(hào)串音小,通訊量大衰減小,保密性高;傳輸距離遠(yuǎn),傳輸質(zhì)量高,訊號(hào)傳輸容易;耐高溫、高壓;絕緣、幾何形狀可依環(huán)境要求調(diào)整、耐腐蝕,適于特殊環(huán)境工作;重量輕、體積小、價(jià)格低廉、壽命長(zhǎng);其缺點(diǎn)是質(zhì)地脆,機(jī)械強(qiáng)度差。1.2.2光纖傳輸原理 光纖傳輸可分為

5、射線理論及波動(dòng)理論。射線理論認(rèn)為,光在光纖中進(jìn)行傳輸主要是基于全反射的原理:當(dāng)光線平行于光纖射入并重疊于光纖軸心線時(shí),光線沿軸心線向前傳播;當(dāng)光線非平行光纖軸心線射入時(shí),光線在向前傳輸?shù)倪^程中將會(huì)在纖芯與包層的交界面處不斷發(fā)生全反射。因此也要求纖芯的折射率一定要大于包層的折射率,以便滿足全反射發(fā)生的要求;波動(dòng)理論是將光作為經(jīng)典電磁場(chǎng)處理。1.2.3 連接措施 光纖連接與rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接方式不同,其在數(shù)據(jù)采集器通信串口與用戶計(jì)算機(jī)主機(jī)串口之間添加了光纖鏈路,并通過轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模式的轉(zhuǎn)換。在吉林地區(qū)各臺(tái)站中,轉(zhuǎn)換設(shè)備采用dpz1型綜合集成硬件控制器,它把串口數(shù)據(jù)包裝成tcp封

6、包,并轉(zhuǎn)換成可以在ethernet上傳送的frame,在對(duì)端的串口服務(wù)器再把frame用tcp/ip協(xié)議解封包后轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)包,傳送到用戶計(jì)算機(jī)主機(jī)的串口,地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件從而接收到完整的串口數(shù)據(jù)。其內(nèi)部采用光電隔離和浪涌保護(hù),可抑制電磁干擾,實(shí)現(xiàn)通訊防雷。2 光纖連接的應(yīng)用光纖連接較線纜連接具有諸多優(yōu)勢(shì),但由于現(xiàn)階段各基層臺(tái)站并軌運(yùn)行的b站(備份站)尚未配備dpz1型綜合集成硬件控制器,若想將其rs232轉(zhuǎn)rs422線纜連接轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w連接,則可在原有設(shè)備基礎(chǔ)上,選擇在兩端增加光纖調(diào)制解調(diào)器,并利用dpz1型綜合集成硬件控制器備份光纖實(shí)現(xiàn)。3 結(jié)語線纜連接模式在獨(dú)立自動(dòng)站短距離數(shù)據(jù)傳輸中很穩(wěn)定,雙套站并軌運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)干擾等不穩(wěn)定因素,光纖連接則不存在以上問題,同時(shí)可以通訊防雷。基于光纖連接優(yōu)勢(shì),吉林省磐石氣象局地面自動(dòng)觀測(cè)站雙套站均實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸模式,提高了地面觀測(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,降低了地面觀測(cè)設(shè)備雷擊損壞風(fēng)險(xiǎn),減少經(jīng)濟(jì)損失。參考文獻(xiàn)1 曾繼榮,周帆,柳沅彤,李彩虹.dpz1型綜合集成硬件控制器工作原理解析及常見故障排查j.氣象水文海洋儀器,2017,(

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