第第頁一體化無線遙測雨量站系統(tǒng)管理論文1一體化無線遙測雨量站工作原理

一體化無線遙測雨量站按照工程化要求設計而成，具有易安裝，占地少，功耗低，無線覆蓋距離遠，維護成本低等優(yōu)點，雨量站以高性能微控制器為核心，具有多通信信道、大容量數(shù)據(jù)存儲及多傳感器接口，是集數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲、通信和遠程管理等功能為一體的智能遙測數(shù)字終端設備。以GPRS信道接入時，無線自動雨量監(jiān)測站的通信費用是以數(shù)據(jù)流量計算的，費用低廉，而且有很強的地域適應空間，只要移動電話網(wǎng)絡信號覆蓋的地方都能通信，并可實時監(jiān)測當?shù)氐慕涤炅俊Ｒ惑w化無線遙測雨量站自動測報系統(tǒng)由全天候數(shù)據(jù)采集單元（主板是YDH-1E或YDH-1E-WX）、翻斗式雨量計、太陽能充電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集軟件組成?？梢詫崿F(xiàn)降水量數(shù)據(jù)的自動監(jiān)測、儲存和傳輸，實現(xiàn)無人值守，具備全天候自動測報功能，巡檢人員可通過數(shù)據(jù)中心實時查看降雨雨量和遙測站工作狀態(tài)。一體化無線遙測雨量站自動測報系統(tǒng)的工作原理：當翻斗式雨量計翻斗雨量達到0.5mm時，翻斗翻轉，觸發(fā)磁敏開關（干簧管），雨量傳感器輸出信號（電脈沖信號），RTU（遙測終端）接收到信號后，根據(jù)設定雨量數(shù)據(jù)上報的時間及間隔控制通信模塊工作，通過GPRS等數(shù)據(jù)終端將雨量數(shù)據(jù)包以無線傳輸方式發(fā)送出去，通過無線網(wǎng)絡供應商轉送到Internet，中心站前置接收系統(tǒng)經(jīng)由Internet采集到雨量數(shù)據(jù)后，經(jīng)分析處理存放在數(shù)據(jù)庫，以供后臺查詢軟件查詢雨量數(shù)據(jù)。

2一體化無線遙測雨量站管理和維護

2012年4月一體化無線遙測雨量站開始運行，到現(xiàn)在已經(jīng)正常運行2年有余。

2.1日常維護

分中心數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收和處理各遙測站發(fā)回的信息，應加強數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的管理和維護，日常維護工作如下：

1）加強分中心網(wǎng)絡通信的管理，確保網(wǎng)絡暢通。

2）定期對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)UPS電源的自動切換功能進行試驗。

3）做好接收系統(tǒng)的備份（包括數(shù)據(jù)庫備份，可在數(shù)據(jù)庫中設定定時自動備份數(shù)據(jù)庫），當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能及時快速恢復。

4）定期對系統(tǒng)內每臺計算機進行查毒和殺毒。

5）定期對系統(tǒng)的運行情況進行分析，及時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)存在的隱患和問題，具體如，監(jiān)控測站是否有異常、漏報數(shù)據(jù)，分析確定問題源頭；監(jiān)控遙測站電壓，確定供電系統(tǒng)是正常的；監(jiān)控測站發(fā)報使用的信道，確定信道質量，監(jiān)控暢通率，尋找低暢通率的原因；遠程按需提取補缺。

2.2定期現(xiàn)場維護

一體化無線遙測雨量站定期現(xiàn)場維護如下：

1）清洗雨量筒、集水漏斗、翻斗，疏通排水孔，調整雨量計翻斗的限位螺絲，利用量杯校核雨量計精度，校核后，根據(jù)校核結果，加水測試雨量計數(shù)據(jù)的采集和傳輸是否正常；

2）脫開蓄電池和太陽能接收光板的連接插件，用萬用表檢查蓄電池和太陽能光板電壓，檢查充電電流是否正常；

3）檢查RTU基本功能、各項參數(shù)設置是否正確；

4）檢查通信模塊通信是否正常；

5）檢測一體化遙測雨量站是否存在問題。

2.3常見故障及排除

當大批站點沒有信號返回時，檢查接收系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，因特網(wǎng)是否暢通（各遙測站是以GSM/GPRS為主通道，GSM/SMS為備份通道），手機卡是否還有費用等。當1個站點連續(xù)5h沒有數(shù)據(jù)返回時（正常情況下整點小時是有數(shù)據(jù)返回的），該站點可能出現(xiàn)故障，應該查看該站最后發(fā)回的來報編碼電壓是否出現(xiàn)告警（站點編號和年份之間的11代表電壓正常，01則是電壓偏低了）。當遙測站點沒有信號返回，需下站檢修，要帶足以下備件：好的免維護電池、GPRS模塊（手機卡一起寫好）、充電控制器、主板、雨量計、太陽能板、檢修遙測站所需工具等。根據(jù)運行經(jīng)驗積累，一體化遙測雨量站主要存在以下可能的故障：

1）手機模塊故障。故障現(xiàn)象為網(wǎng)絡信號燈發(fā)送過程中熄滅，即NET掉線，刷新后網(wǎng)絡信號燈發(fā)送過程中還是一樣熄滅，檢查手機卡各項正常，則為手機模塊故障。更換手機模塊后，重寫手機模塊參數(shù)，遙測站點發(fā)送信號正常。

2）手機卡故障。故障現(xiàn)象為網(wǎng)絡信號燈發(fā)送過程中熄滅，即NET掉線，檢查手機卡，發(fā)現(xiàn)沒有信號，則為手機卡故障。更換手機卡后，遙測站點發(fā)送信號正常。

3）手機卡接觸不良。故障現(xiàn)象為到站檢查，發(fā)現(xiàn)各儀器正常，就是發(fā)不出信息，為手機卡接觸不良故障。打開手機模塊，取出手機卡，用橡皮擦拭手機卡，放回手機卡，重新測試，信號可以發(fā)出去，遙測正常。

4）主板個別元件故障。故障現(xiàn)象為，到站檢查，發(fā)現(xiàn)遙測站點各儀器都正常，主板顯示的各項數(shù)據(jù)正常，就是發(fā)不出信號，中心站收不到數(shù)據(jù)，且發(fā)送信號時，主板上的U13和Q1電子元件發(fā)熱，很燙手，此時要考慮主板問題。經(jīng)檢查是U12芯片壞了，更換一個好的芯片（MAX232CPE），信號發(fā)送正常。

5）主板芯片接觸不良。故障現(xiàn)象為，到站檢查發(fā)現(xiàn)遙測站點各儀器都正常，主板顯示的各項數(shù)據(jù)正常，但發(fā)不出信號，中心站收不到數(shù)據(jù)，手機模塊數(shù)據(jù)發(fā)送時主板上的U13和Q1電子元件不發(fā)熱，可能是主板芯片接觸故障。把主板管理發(fā)送的U12芯片（MAX232CPE）拔出來，擦試腳針，再放回去，遙測站點發(fā)送信號正常。

6）主板存在問題。故障現(xiàn)象為，到站檢查，供電系統(tǒng)正常，發(fā)現(xiàn)主板顯示屏不能顯示數(shù)據(jù)，則為主板問題。更換主板后，遙測站點發(fā)送信號正常。

7）主板傳感器接口存在問題。故障現(xiàn)象為遙測站點信號返回正常，但分中心接收到的雨量一直是0，到站檢查，雨量傳感器沒有問題，則可能是主板傳感器接口故障。更換主板后，遙測站點發(fā)送信號正常，接收到的雨量數(shù)據(jù)正常。

8）充電控制器故障。故障現(xiàn)象為，查最近返回的編碼發(fā)現(xiàn)電壓正常，初步判斷可能是主板或手機模塊有故障；到站檢查后，發(fā)現(xiàn)充電控制器的燈都不亮，測電瓶和太陽板的電壓正常，應是充電控制器壞。更換1個新的充電控制器，綠燈亮，遙測站點發(fā)送信號正常。

9）接線沒有接好。故障現(xiàn)象，2013年1月初發(fā)現(xiàn)有幾個遙測站沒有信號返回，查最近返回的編碼，發(fā)現(xiàn)電壓過低，初步判斷可能是充電控制器壞了；到站檢查后，發(fā)現(xiàn)是太陽板線沒接上充電控制器。由于電池過度放電，單靠太陽能充電是充不了的，只能更換新的電池。實踐表明38A•h的電池在不充電的情況下可用9個月，一體化遙測雨量站雖然耗電少，但充電必須保證。

10）機箱進水。故障現(xiàn)象為，2013年9月9日興業(yè)縣鐵南遙測站沒有信號返回，查最近返回的編碼電壓正常，可能是主板和手機模塊有問題，到站打開機箱發(fā)現(xiàn)機箱內有一窩水，經(jīng)檢查水是從太陽能線和雨量線流到機箱內的，因機箱外太陽能線和雨量線沒有下吊低于進線孔導致。因機箱有水加上太陽的烘拷，機箱內產生大量水汽，主板有許多地方生銹，手機模塊已壞，只能更換新手機模塊。

11）其它問題。時間不對，站號不對；測站類型變?yōu)閼鹉Ｊ降?，只要改為正確參數(shù)即可。

3結語

為減少各站點使用一體化無線遙測雨量站時的故障，保證自動測報系統(tǒng)的正常使用，提出以下建議：

1）在大容山蓮花頂建有1個一體化無線遙測雨量站，該地方霧氣重，雨量站經(jīng)常出現(xiàn)故障，后來把主板、手機模塊、充電控制器放入1個密封的箱子，再把密封的箱子放回機箱內，此后該站不再出現(xiàn)故障。建議霧氣大、潮濕地方的雨量站點的主要電氣部件要加以密封。

2）一體化無線遙測雨量站雖然具有易安裝，占地少，易維護等優(yōu)點，但與分體式遙測雨量站（即雨量傳感器、太陽板放室外，遙測終端機、電池、充電控制器放在室內）相比，故障比較多，如手機模塊和卡容易壞，主板容易出現(xiàn)故障，而分體式遙測雨量站很少出現(xiàn)這些問題。故在可安裝分體式遙測雨量站的站點，更傾向使用分體式遙測雨量站，減少風吹日曬雨淋，有利于保護遙測終端設備，延長使用壽命。

3）一體化無線遙測雨量站（主通道為GPRS，備用通道為SMS，并通過Internet將雨量數(shù)據(jù)傳回中心站）過度依賴移動