曾月明?劉翀

[摘 要]發(fā)布雷電預(yù)警信息，少不了大氣電場探測儀。因為電場儀可以測量大氣平均電場，當(dāng)出現(xiàn)晴天，或者一般降雨情況下，大氣電場強度曲線從電腦屏幕上反映處于非常平穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)強雷擊時，就會呈現(xiàn)波動很大的振幅曲線。隨著我國氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，原有的氣象信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)氣象信息數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊蟆PRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確，還能快速生成統(tǒng)計分析，且安全可靠，它的這些特點使氣象發(fā)布的實時性、穩(wěn)定性及高效性都得到了極大地提高。用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸終端和一個功放機，就可以將氣象預(yù)警短信自動轉(zhuǎn)換成語音，實現(xiàn)氣象信息更好的傳輸和發(fā)布。

[關(guān)鍵詞]GPRS；氣象信息；采集；傳輸

一、構(gòu)建GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的必要性

當(dāng)前，我國多數(shù)氣象局分為市（地、州）級氣象局及多個氣象站。自動氣象站數(shù)據(jù)的傳輸方式主要有有線傳輸和無線 傳輸兩種，目前多以有線傳輸方式為主。有線傳輸存在網(wǎng)絡(luò)布線成本高、施工困難、不宜維護等缺點，尤其在人煙稀少的偏僻地區(qū)其弊端更加顯著。原有的網(wǎng)絡(luò)中，省、市、縣是主要通過X.25和PSTN組網(wǎng)的，其中省中心帶寬為64Kbps，市縣帶寬則為9.6Kbps。網(wǎng)絡(luò)傳輸主要用于氣象實時信息或辦公信息的傳輸。同時，國家局和全國的各級臺站一起組建了衛(wèi)星廣播網(wǎng)，用于衛(wèi)星數(shù)字廣播。

隨著我國氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，原有的氣象信息系統(tǒng)因設(shè)備性能及線路速度低且時延長，已經(jīng)很難滿足自動站、雷達(dá)以及沙塵暴等資料傳輸?shù)囊螅埠茈y滿足數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)男枨?。而衛(wèi)星網(wǎng)的局限性也顯而易見，其覆蓋面小、速度慢，加之小站之間無法進(jìn)行直接通信，這些都限制了網(wǎng)絡(luò)的功能發(fā)揮。此種情況下，構(gòu)建一個更快捷、更安全、更完善的氣象廣域網(wǎng)絡(luò)平臺迫在眉睫。這個廣域網(wǎng)平臺除了要在速度、容量上完全滿足信息采集及傳輸?shù)男枨?，還需要從規(guī)格、管理軟件及安全防護等方面將原本松散的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合和統(tǒng)一。此外，還需要具有可擴展性，以便未來可以更方便地進(jìn)行升級。以上的這些需求，GPRS無線網(wǎng)絡(luò)都可以為之實現(xiàn)。加強氣象監(jiān)測工作，建立有效合理的綜合氣象監(jiān)測網(wǎng)，可以取得連續(xù)、準(zhǔn)確、高時空密度的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，使雷電天氣預(yù)報準(zhǔn)確率得到進(jìn)一步提高。

GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，這項技術(shù)建立在GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，被稱為第2.5代移動通信技術(shù)，該技術(shù)將無線通信與Internet緊密結(jié)合了起來。隨著GPRS技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)能夠應(yīng)用到許多需要進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域，這種實踐也為氣象遠(yuǎn)程自動站的數(shù)據(jù)采集以及傳輸提供了一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式。

遙測站發(fā)送信息采用GPRS，通信實時性強。支持通信信道備份自動切換，并確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。系統(tǒng)能夠長期、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作，系統(tǒng)設(shè)備具有野外運行高可靠性。 系統(tǒng)具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)通信的可靠性。通信協(xié)議具有信道偵聽檢測、碰撞及擁塞調(diào)度等功能，具有自動查錯糾錯功能，以保證數(shù)據(jù)通信誤碼率小于 10 -6 ，數(shù)據(jù)暢通率達(dá)到99%，可靠度大于99.99%。數(shù)據(jù)收集速度快，能在5 分鐘內(nèi)完成一次全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集。系統(tǒng)便于運行管理和維護。

利用GPRS系統(tǒng)構(gòu)建氣象信息的采集傳輸系統(tǒng)，對氣象信息采集點實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸具有諸多優(yōu)點，建設(shè)周期縮短，建設(shè)成本也得以降低，而且設(shè)備安裝方便兼維護簡單。采用GPRS構(gòu)建氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于氣象局來說，較低的通信費用使得氣象局也享受到了實惠。此外，由于其接入設(shè)備可以移動，因此當(dāng)氣象觀測站及氣象信息采集點移動搬遷時設(shè)備也可隨之遷移并且可繼續(xù)使用，如此一來就可以很好地保護氣象局的原有投資，所以，很適合氣象采集工作的特點。

二、GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成

GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)的軟件部分包括合理規(guī)范的數(shù)據(jù)通信傳輸格式，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化共享。其硬件部分包括氣象數(shù)據(jù)采集端設(shè)備、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)接收處理端設(shè)備以及應(yīng)用終端設(shè)備。具體而言，基于GPRS技術(shù)的氣象信息采集傳輸系統(tǒng)由四個部分組成，這四個部分為：氣象采集器、PLC邏輯控制 ，F(xiàn)2103 GPRS IP modem以及數(shù)據(jù)中心（包括管理工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web發(fā)布服務(wù)器）。然后通過串口RS232或RS485傳給了四信通信的IP modem（F2103），遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)F2103通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，F(xiàn)2103就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機；同時服務(wù)器主機下發(fā)的命令通過通道傳輸?shù)紽2103后，F(xiàn)2103通過串口送到采集終端，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。

風(fēng)、溫、濕、壓參數(shù)是氣象采集的四大基本要素，其中，采集器負(fù)責(zé)實時采集各種氣象參數(shù)如風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓等等，一般采集溫度、濕度、輻射、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等環(huán)境參數(shù)。采集時，主要依靠濕度傳感器、輻射傳感器、風(fēng)速感應(yīng)器、風(fēng)向感應(yīng)器、雨量測量計及溫度傳感器等設(shè)備把各指標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測儀，接著監(jiān)測儀進(jìn)行分析處理，并把這些參數(shù)信息匯總到PLC控制邏輯。PLC控制邏輯使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。

綜上所述，GPRS氣象信息采集和傳輸系統(tǒng)特別適合氣象信息的監(jiān)測、采集及數(shù)據(jù)傳輸，可滿足氣象數(shù)據(jù)信息采集實時性及同時性的要求。該系統(tǒng)還可全面降低氣象信息采集和傳輸?shù)倪\行成本，且提高氣象信息的數(shù)據(jù)傳輸時效及服務(wù)質(zhì)量。GPRS氣象信息采集傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確，還能快速生成統(tǒng)計分析，且安全可靠，它的這些特點使氣象發(fā)布的實時性、穩(wěn)定性及高效性都得到了極大地提高。

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