一體化無線遙測雨量站系統管理論文

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一體化無線遙測雨量站系統管理論文

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、大容量數據存儲及多傳感器接口,是集數據采集、顯示、存儲、通信和遠程管理等功能為一體的智能遙測數字終端設備。以GPRS信道接入時,無線自動雨量監測站的通信費用是以數據流量計算的,費用低廉,而且有很強的地域適應空間,只要移動電話網絡信號覆蓋的地方都能通信,并可實時監測當地的降雨量。一體化無線遙測雨量站自動測報系統由全天候數據采集單元(主板是YDH-1E或YDH-1E-WX)、翻斗式雨量計、太陽能充電系統、數據采集軟件組成??梢詫崿F降水量數據的自動監測、儲存和傳輸,實現無人值守,具備全天候自動測報功能,巡檢人員可通過數據中心實時查看降雨雨量和遙測站工作狀態。一體化無線遙測雨量站自動測報系統的工作原理: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,根據設定雨量數據上報的時間及間隔控制通信模塊工作,通過GPRS等數據終端將雨量數據包以無線傳輸方式發送出去,通過無線網絡供應商轉送到Internet,中心站前置接收系統經由Internet采集到雨量數據后,經分析處理存放在數據庫,以供后臺查詢軟件查詢雨量數據。

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,到現在已經正常運行2年有余。

2.1日常維護

分中心數據采集系統接收和處理各遙測站發回的信息,應加強數據采集系統的管理和維護,日常維護工作如下:

1)加強分中心網絡通信的管理,確保網絡暢通。

2)定期對數據采集系統UPS電源的自動切換功能進行試驗。

3)做好接收系統的備份(包括數據庫備份,可在數據庫中設定定時自動備份數據庫),當系統出現故障時能及時快速恢復。

4)定期對系統內每臺計算機進行查毒和殺毒。

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

2.2定期現場維護

一體化無線遙測雨量站定期現場維護如下:

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,根據校核結果,加水測試雨量計數據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,檢查接收系統是否出現故障,因特網是否暢通(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5h沒有數據返回時(正常情況下整點小時是有數據返回的),該站點可能出現故障,應該查看該站最后發回的來報編碼電壓是否出現告警(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。根據運行經驗積累,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。故障現象為網絡信號燈發送過程中熄滅,即NET掉線,刷新后網絡信號燈發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,重機模塊參數,遙測站點發送信號正常。

2)手機卡故障。故障現象為網絡信號燈發送過程中熄滅,即NET掉線,檢查手機卡,發現沒有信號,則為手機卡故障。更換手機卡后,遙測站點發送信號正常。

3)手機卡接觸不良。故障現象為到站檢查,發現各儀器正常,就是發不出信息,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,信號可以發出去,遙測正常。

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

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

6)主板存在問題。故障現象為,到站檢查,供電系統正常,發現主板顯示屏不能顯示數據,則為主板問題。更換主板后,遙測站點發送信號正常。

7)主板傳感器接口存在問題。故障現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,遙測站點發送信號正常,接收到的雨量數據正常。

8)充電控制器故障。故障現象為,查最近返回的編碼發現電壓正常,初步判斷可能是主板或手機模塊有故障;到站檢查后,發現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,遙測站點發送信號正常。

9)接線沒有接好。故障現象,2013年1月初發現有幾個遙測站沒有信號返回,查最近返回的編碼,發現電壓過低,初步判斷可能是充電控制器壞了;到站檢查后,發現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。故障現象為,2013年9月9日興業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,到站打開機箱發現機箱內有一窩水,經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;測站類型變為應答模式等,只要改為正確參數即可。

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,雨量站經常出現故障,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,主板容易出現故障,而分體式遙測雨量站很少出現這些問題。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將雨量數據傳回中心站)過度依賴移動運行商和Internet,當遇狂風暴雨、臺風等惡劣天氣時,移動基站和Internet任何一個環節出現問題,中心站都接收不到遙測雨量站的數據,因此為應對關鍵時刻(如惡劣天氣收不到雨量數據)的數據通信,建議考慮衛星通信作為備份信道。

4)一體化無線遙測雨量站沒有避雷裝置,建議安裝避雷裝置。

作者:馮萬里 單位:廣西玉林市水文水資源局

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