山东省自动气象站数据采集系统研究

论文摘要

地面气象观测是大气探测,乃至整个大气科学及气象业务工作基础的基础,为了获取大气状况的高时空密度、高精度、高质量的资料,山东省自2002年10月以来陆续建成123个七要素及以上的自动气象站。自动气象站的数据采集系统由传感器、采集器和外围设备三大部分组成。本论文以使用最广且故障率相对较高的CAWS600-B型自动气象站为例,深入研究了自动气象站数据采集系统的各组成部分的工作原理、接线示意和实际业务工作中的使用及维护方法。论文对自动气象站数据采集系统的体系结构、工作原理、硬件组成及软件功能、子站组网及运行监控等进行了概括说明。从维护保障的角度入手,特别针对出现的各种实际问题,研究了数据采集系统的典型故障和升级设计方法,做出了人工观测和自动观测的数据差异成因分析。包括：1)针对采集器部分,论文深入研究了状态指示异常、通信连接失败、单要素数据采集异常和全部数据缺测/异常时的故障检修方法。同时,针对雷击故障,分析了故障的检修流程、检修步骤及应急电源的使用等。2)供电系统部分介绍了根据工作指示灯的状态来检修故障的处理步骤。3)传感器部分分析了各类传感器的连接方法、日常使用维护及故障检修流程。4)针对数据跳变或超差故障,提出了容易被忽略的接线不良和信号电缆断线等故障的排除方法；提出了数据采集系统增加草温观测时的升级设计方法及其注意事项。5)针对人工观测和自动观测的仪器原理、样本、观测时次等方面的不同,分析了数据差异成因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 中英文缩略语说明
• 第一章 前言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.3 山东省大监自动站故障统计
• 1.4 主要内容和实现方法
• 第二章 自动气象站系统结构概述
• 2.1 体系结构
• 2.2 工作原理及分类
• 2.3 硬件组成结构及软件功能
• 2.4 大监自动气象站的几种基本类型
• 2.5 子站组网
• 2.6 运行监控
• 第三章 自动站数据采集系统的工作原理和故障研究
• 3.1 概述
• 3.2 数据采集器的原理及故障研究
• 3.3 供电系统的原理及故障研究
• 3.4 通道防雷板的原理及故障研究
• 3.5 传感器的原理及故障研究
• 3.6 其他需注意的典型故障
• 3.7 数据采集系统的升级设计
• 3.8 自动与人工观测数据差异成因
• 3.9 小结
• 第四章 二代自动气象站的展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表