新一代数字探空仪生产控制系统的设计

　　1引言

　　从1963年59型机械电码式探空仪开始批量生产起，己经为我国高空气象探测事业服务了40多年。近年来，随着电子产业的快速发展，传感器不断地推陈出新，59型的双金属片、空压膜盒、肠衣传感组件显得越来越落后。GTsl数字探空仪作为新一代的高空气象探测仪器，采用了热敏电阻、硅压力传感器、湿敏电阻等数字式传感器，其探测精度高、灵敏度高的优点使我国赶上了世界九十年代中期世界高空气象探测的先进水平，为提高我国天气预报的准确率提供了更高精度的数据，中国气象局的高空气象探测网己经迅速推广应用GTsl数字探空仪。

　　随着GTsl数字探空仪在我国高空气象探测网的广泛使用，产品的需求量越来越大，如何将高新技术成果转化，如何保证数字探空仪的高质量、高效率的生产，已变得越来越重要。数字探空仪生产控制系统运用了计算机数据采集、网络传输、数据库管理等技术，设计了良好的人机界面，避免了大量的人工操作和记录，有效地规避了人为失误，保存和控制了所有生产信息，是我国国产第一个数字探空仪实现大规模生产的控制系统。

　　2系统概述

　　温度、气压、湿度传感器是探空仪的关键组件，GTsl的温度传感器采用热敏电阻，气压传感器采用硅压力传感器，湿度传感器采用湿敏电阻。确定传感器的特性曲线是探空仪生产的主要任务，保证传感器准确度的稳定性更是探空仪生产的关键，生产控制系统的任务是完成对传感器特性曲线的校准、复检、联合检验工作，从每个环节确保质量的可靠性、稳定性，GTsl数字探空仪生产过程见图1。

　　温度、气压、湿度三种传感器的校准方法各不相同，因此将生产控制系统分为温度传感器校准、气压传感器校准、湿度传感器校准、整机联合校准四个子系统组成，每个子系统采用最新的MOXA吻ort5601的串口设备联网服务器，让串口设备立即联网，服务器与数据采集板相连，通过Rs一232收集传感器的数据，通过网络设备将数据传送到后台主机和服务器，由主机完成生产自动化监测管理及分析，数据采集计算完毕后，再由主机完成校准曲线的计算、质量控制点的统计分析，开发部、质量部、生产经营部等管理部门可以通过交换机监控远程监控生产状况、数据分析结果，系统结构图见图2。

　　3系统的实现

　　在设计四个子系统的时候，采用UN[L语言帮助工程师更好的设计与分析，找出系统之间的共同之处，建立通用类，大大缩短了开发周期。

　　虽然温度传感器校准、气压传感器校准、湿度传感器校准、整机校验四个子系统的校准对象和方法各不相同，但是都是二元要素的校准，都采用了标准仪器做参考，如标准铂电阻温度计、高精度压力测试仪、露点仪，有校准日期、有效日期、误差订正等共同属性，有检查是否过期的共同方法。所以用珑suaIC什类封装继承的特点，抽象出来5个仪表相关的类，图3描述了系统标准仪表类图。而且这些智能仪表多带有串口，但串口设置各不相同，所以父类Cmeter还应该提供一个统一的设置串口函数，把设置串口的函数定义在基类，派生类继承后重载这些虚函数。