自动气象站应急系统设计探究.doc

自动气象站应急系统设计探究摘要：本文提出了自动气象站应急系统的设计思路和组成。通过实际运行，该系统在通常气象条件下和在突发气象灾害时都能够稳定获取准确的气象探测数据，并能够通过电子显示屏滚动提示等方式为社会公众提供及时的气象服务，有效避免人员和财产的损失。成为继移动气象雷达、移动可视会商系统等气象应急探测系统后的又一重要的服务系统。关键词：自动气象站；应急系统；设计思路；组成0 引言近10年来，气象灾害已呈频发之势，每一次气象灾害都给人民的生命财产造成极大的损失。这就要求我们气象工作者在规避气象灾害、减少人员和财产损失方面提供多种多样的服务手段。目前，我省配备的X波段移动天气雷达和移动可视会商系统已经在应急气象探测和天气预报会商、气象信息共享、预报服务等方面起到了非常重要的作用1。随着应急探测任务要求的不断提高，由单一的空基探测模式向空基、地基相结合的立体探测模式发展已成为趋势。因此，和移动天气雷达进行有效配合，共同完成探测任务,获取第一手气象资料，为研究中小尺度灾害性天气提供准确监测数据的系统即自动气象站应急系统应运而生了。该系统能有效对灾害发生地点的气象状况，如风向、气温等要素进行监测，实时传输探测数据。1 系统概述1.1 系统整体设计思路自动气象站应急系统改变传统地面观测方式，利用台站的人影作业车为载体，将自动气象站安置在车辆上共同组成一个整体，使自动站的探测范围充分延伸，应急性能大大增强。目前移动式应急探测气象站的种类也有不少，但成本造价相对较高，在基层台站配备比较困难。而本系统在台站业务观测自动站的基础上设计、搭建，使成本大大下降，能够满足基层台站的需求。系统软件设计针对高效、快速的探测需要，基于单站接收编写。力求操作简单，数据及时可靠。1.2 系统组成 系统由人影作业车、自动气象站（安装有风向、风速、气温、湿度、气压、雨量等传感器）、数据发送子系统、数据接收端和LED显示屏构成。如图1所示。 图11.3 系统工作原理 自动气象站应急系统是整合各地自动气象站备件资源设计开发出的一套可移动气象要素探测系统（可根据观测要素、时间要求来选择配置）。车载12V电瓶为系统的稳定工作提供电力支持，以DT50采集器为数据采集核心，对各传感器的观测数据进行采集和处理。实时数据通过发送子系统传输至接收端。另外，在气象服务方面，接收端通过AT命令控制LED屏,由屏幕显示实时气象数据以及服务信息，使得系统可以作为现场气象服务站，向公众提供最新的气象信息。1.4 数据发送子系统 数据发送子系统包括GPRS无线通讯模块以及单片机电路两部分。单片机通过定时发送命令访问DT50，得到实时的气象要素数据后，发送至GPRS模块，再由GPRS模块发送至接收端。发送子系统的核心是单片机,程序用C语言编写。部分发送程序如下：void WByte(unsigned char input) void sendgprs(void) unsigned char data j; ET0=0; /关TO中断 TR0=0; /关计时器0 TL0=0xA0; /波特率9600，计算的初值 TH0=0xA0; for(j=0;jdatelength;j+)WByte(datej);WByte(0x20); /发送日期 for(j=0;jtimelength;j+)WByte(timej);WByte(0x20); /发送时间 for(j=0;jyulianglength;j+)WByte(yuliangj);WByte(0x20); /发送雨量 . .1.5 远程单站接收软件 系统软件基于单站接收设计编写。包含实时数据显示，历史数据查询等功能，数据五分钟更新一次。在打开软件前需要对GPRS设备进行参数配置，如IP地址，通讯波特率，以及台站信息等。其中，波特率设置必须和发送子系统一致，IP地址必须和接收端一致。1.5.1 软件界面一、软件打开时,通讯红灯闪烁,表示正在连接GPRS模块。连接完成后，窗口左上角显示“*移动应急气象站连接成功”。通讯灯变成绿色。数据窗口内显示实时气象要素数据。界面右侧为数据查询窗口，可以按照时间区间选择需要查询的历史数据。如图2所示。 图22 结语通过演练，自动气象站应急系统的响应速度、机动性和高效性，以及采集数据准确可靠，服务及时等特点得到了验证。同时，该系统使用的气象传感器和基层气象台站业务中使用的传感器都是经过气象业务主管部门审定的，并且该系统车辆和自动站之间能够迅速拆装、分离，因此，如果基层台站遇到突发性设备故障，该系统还可以立即投入业务运行，保证台站观测数据的连续性。与其他类型的移动式气象站相比，具有很高的性价比和灵活性。参考文献 1 方芳. 气象应急移动(车载)服务系统综述 J . 电子工程师,2007, 33( 6 ) : 76- 80.2 王柏林, 胡玉峰, 李佳. 移动式自动气象站设计及其在应急气象环境监测服务中的应用J.气象科技,2006, 34 ( 5 ) : 629-632.3.马忠梅，籍顺心，张凯，马岩. 单片机的C语言应用程序设计M （第3版）.北京：北京航空航天大学出版社，2003. 4.李黄. 自动气象站实用手册M. 北京：气象出版社，2007.5 胡玉峰. 自动气象站原理与测量方法M . 北京: 气象出版社, 2004.6 中国气象局. 地面气象观测规范M . 北京: 气象出版社, 2003.7 中国气象局气象探测中心. 气象应急移动车载系统技术规范S. 北京: 中国气象局, 2007 8 尹佐臣, 张涛, 陈力强. 沈阳市移动气象台设计与实施 J . 气象, 2006, 32( 10 ): 108- 111. 9 唐仰华, 邝铿, 陈往溪. 基于GSM 短信传输技术的气象灾害应急预警系统建设 J . 广东气象, 2007, 29( 4 ) : 50- 52. 10 朱保平，董太平，朱煜.山西省气象灾害预警预报应急信息接收发布显示系统的开发J.科技情报开发与经济，2008，18（27）：145-146. 11 闫正龙, 陈正江. 基于GIS