基于RS-485总线结构的气象通量观测系统

　　0　引言

　　根据国际气象仪器发展趋势和未来的产业化前景,以及“中国气象事业发展战略研究”和气象事业发展“十一五”规划(2006-2010年)的要求,旨在按照集约化和一站多能的原则,在提高观测质量基础上,逐步建立天基、空基、地基相结合的自动化遥感、遥测一体化、现代化、立体化的综合气象观测体系,实现高时空分辨力、全方位和高精度观测[1]。总线结构的气象通量观测系统以其灵活性强、适应性广、扩展性好等特点,用以替代原气象观测站设备,从而逐步构成国家气候监测网、国家天气观测网、国家专业气象观测网和区域气象观测网,以满足气象业务发展的需求。

　　目前在国外,发达国家的自动气象观测系统已经基本实现模块化设计,可设置更多的站点、能测量更多的变量,还可预设可选项目,增加资料传输次数,使用新的数据格式等。如芬兰Vaisala公司生产的自动气象观测系统,除上述特点外,还配有备用电源、安装架中留有空隙、有备份的通信接口、有备份的资料处理能力,具有灵活的软件环境等。

　　在国内,自动气象观测系统技术水平仍较落后,系统产品基本保持单一用途,不可预设项目。若想满足需求,需要进行复杂的完善过程和测试工作,可以说,现有自动气象观测系统已无法满足气象行业发展的要求,本文介绍的气象通用观测系统正是针对这种需求而设计开发的。

　　1　系统特点

　　(1)组态式结构

　　“气象通量观测系统”采用“积木式”组态结构,由一个主采集器和若干个分采集器组成,主采集器和分采集器之间采用主从结构,利用RS-485总线技术实现双工通信。该结构的特点是随时可以通过挂接分采集器或智能传感器实现扩展气象测量要素的要求,而不需要对原有系统作实质性的改动或更新,是逐步增添测量要素实现地面气象观测多要素自动化的有效方法。通过该结构构建的气象通量系统,可提高气象仪器的技术水平,并对其产品进行完善和规范,增加气象仪器服务渠道,扩大服务覆盖面,提高、精细化服务水准等。

　　(2)双内核CPU

　　“气象通量观测系统”采用双内核CPU,可同步运行各函数、同步驱动事件信息、海量存储数据和灵活资源管理,保证CPU同步功能和多任务实时的操作,从而增强了系统的数据采集、数据处理、数据存储和数据通讯功能。

　　(3)一站多能

　　“气象通量观测系统”可构建一体化综合观测平台,建立统一数据处理标准、质量控制体系,推进气象设备向公用宽带网络过渡,实现行业气象观测站网和数据共享,并实现与全球气候观测系统的接轨,实现“一站”多能。