一体化无线遥测雨量站系统管理论文

一体化无线遥测雨量站系统管理论文

1一体化无线遥测雨量站工作原理

一体化无线遥测雨量站按照工程化要求设计而成,具有易安装,占地少,功耗低,无线覆盖距离远,维护成本低等优点,雨量站以高性能微控制器为核心,具有多通信信道、大容量数据存储及多传感器接口,是集数据采集、显示、存储、通信和远程管理等功能为一体的智能遥测数字终端设备。以GPRS信道接入时,无线自动雨量监测站的通信费用是以数据流量计算的,费用低廉,而且有很强的地域适应空间,只要移动电话网络信号覆盖的地方都能通信,并可实时监测当地的降雨量。一体化无线遥测雨量站自动测报系统由全天候数据采集单元(主板是YDH-1E或YDH-1E-WX)、翻斗式雨量计、太阳能充电系统、数据采集软件组成。可以实现降水量数据的自动监测、储存和传输,实现无人值守,具备全天候自动测报功能,巡检人员可通过数据中心实时查看降雨雨量和遥测站工作状态。一体化无线遥测雨量站自动测报系统的工作原理:当翻斗式雨量计翻斗雨量达到0.5mm时,翻斗翻转,触发磁敏开关(干簧管),雨量传感器输出信号(电脉冲信号),RTU(遥测终端)接收到信号后,根据设定雨量数据上报的时间及间隔控制通信模块工作,通过GPRS等数据终端将雨量数据包以无线传输方式发送出去,通过无线网络供应商转送到Internet,中心站前置接收系统经由Internet采集到雨量数据后,经分析处理存放在数据库,以供后台查询软件查询雨量数据。

2一体化无线遥测雨量站管理和维护

2012年4月一体化无线遥测雨量站开始运行,到现在已经正常运行2年有余。

2.1日常维护

分中心数据采集系统接收和处理各遥测站发回的信息,应加强数据采集系统的管理和维护,日常维护工作如下:

1)加强分中心网络通信的管理,确保网络畅通。

2)定期对数据采集系统UPS电源的自动切换功能进行试验。

3)做好接收系统的备份(包括数据库备份,可在数据库中设定定时自动备份数据库),当系统出现故障时能及时快速恢复。

4)定期对系统内每台计算机进行查毒和杀毒。

5)定期对系统的运行情况进行分析,及时发现和处理系统存在的隐患和问题,具体如,监控测站是否有异常、漏报数据,分析确定问题源头;监控遥测站电压,确定供电系统是正常的;监控测站发报使用的信道,确定信道质量,监控畅通率,寻找低畅通率的原因;远程按需提取补缺。

2.2定期现场维护

一体化无线遥测雨量站定期现场维护如下:

1)清洗雨量筒、集水漏斗、翻斗,疏通排水孔,调整雨量计翻斗的限位螺丝,利用量杯校核雨量计精度,校核后,根据校核结果,加水测试雨量计数据的采集和传输是否正常;

2)脱开蓄电池和太阳能接收光板的连接插件,用万用表检查蓄电池和太阳能光板电压,检查充电电流是否正常;

3)检查RTU基本功能、各项参数设置是否正确;

4)检查通信模块通信是否正常;

5)检测一体化遥测雨量站是否存在问题。

2.3常见故障及排除

当大批站点没有信号返回时,检查接收系统是否出现故障,因特网是否畅通(各遥测站是以GSM/GPRS为主通道,GSM/SMS为备份通道),手机卡是否还有费用等。当1个站点连续5h没有数据返回时(正常情况下整点小时是有数据返回的),该站点可能出现故障,应该查看该站最后发回的来报编码电压是否出现告警(站点编号和年份之间的11代表电压正常,01则是电压偏低了)。当遥测站点没有信号返回,需下站检修,要带足以下备件:好的免维护电池、GPRS模块(手机卡一起写好)、充电控制器、主板、雨量计、太阳能板、检修遥测站所需工具等。根据运行经验积累,一体化遥测雨量站主要存在以下可能的故障:

1)手机模块故障。故障现象为网络信号灯发送过程中熄灭,即NET掉线,刷新后网络信号灯发送过程中还是一样熄灭,检查手机卡各项正常,则为手机模块故障。更换手机模块后,重机模块参数,遥测站点发送信号正常。

2)手机卡故障。故障现象为网络信号灯发送过程中熄灭,即NET掉线,检查手机卡,发现没有信号,则为手机卡故障。更换手机卡后,遥测站点发送信号正常。

3)手机卡接触不良。故障现象为到站检查,发现各仪器正常,就是发不出信息,为手机卡接触不良故障。打开手机模块,取出手机卡,用橡皮擦拭手机卡,放回手机卡,重新测试,信号可以发出去,遥测正常。

4)主板个别元件故障。故障现象为,到站检查,发现遥测站点各仪器都正常,主板显示的各项数据正常,就是发不出信号,中心站收不到数据,且发送信号时,主板上的U13和Q1电子元件发热,很烫手,此时要考虑主板问题。经检查是U12芯片坏了,更换一个好的芯片(MAX232CPE),信号发送正常。

5)主板芯片接触不良。故障现象为,到站检查发现遥测站点各仪器都正常,主板显示的各项数据正常,但发不出信号,中心站收不到数据,手机模块数据发送时主板上的U13和Q1电子元件不发热,可能是主板芯片接触故障。把主板管理发送的U12芯片(MAX232CPE)拔出来,擦试脚针,再放回去,遥测站点发送信号正常。

6)主板存在问题。故障现象为,到站检查,供电系统正常,发现主板显示屏不能显示数据,则为主板问题。更换主板后,遥测站点发送信号正常。

7)主板传感器接口存在问题。故障现象为遥测站点信号返回正常,但分中心接收到的雨量一直是0,到站检查,雨量传感器没有问题,则可能是主板传感器接口故障。更换主板后,遥测站点发送信号正常,接收到的雨量数据正常。

8)充电控制器故障。故障现象为,查最近返回的编码发现电压正常,初步判断可能是主板或手机模块有故障;到站检查后,发现充电控制器的灯都不亮,测电瓶和太阳板的电压正常,应是充电控制器坏。更换1个新的充电控制器,绿灯亮,遥测站点发送信号正常。

9)接线没有接好。故障现象,2013年1月初发现有几个遥测站没有信号返回,查最近返回的编码,发现电压过低,初步判断可能是充电控制器坏了;到站检查后,发现是太阳板线没接上充电控制器。由于电池过度放电,单靠太阳能充电是充不了的,只能更换新的电池。实践表明38A•h的电池在不充电的情况下可用9个月,一体化遥测雨量站虽然耗电少,但充电必须保证。

10)机箱进水。故障现象为,2013年9月9日兴业县铁南遥测站没有信号返回,查最近返回的编码电压正常,可能是主板和手机模块有问题,到站打开机箱发现机箱内有一窝水,经检查水是从太阳能线和雨量线流到机箱内的,因机箱外太阳能线和雨量线没有下吊低于进线孔导致。因机箱有水加上太阳的烘拷,机箱内产生大量水汽,主板有许多地方生锈,手机模块已坏,只能更换新手机模块。

11)其它问题。时间不对,站号不对;测站类型变为应答模式等,只要改为正确参数即可。

3结语

为减少各站点使用一体化无线遥测雨量站时的故障,保证自动测报系统的正常使用,提出以下建议:

1)在大容山莲花顶建有1个一体化无线遥测雨量站,该地方雾气重,雨量站经常出现故障,后来把主板、手机模块、充电控制器放入1个密封的箱子,再把密封的箱子放回机箱内,此后该站不再出现故障。建议雾气大、潮湿地方的雨量站点的主要电气部件要加以密封。

2)一体化无线遥测雨量站虽然具有易安装,占地少,易维护等优点,但与分体式遥测雨量站(即雨量传感器、太阳板放室外,遥测终端机、电池、充电控制器放在室内)相比,故障比较多,如手机模块和卡容易坏,主板容易出现故障,而分体式遥测雨量站很少出现这些问题。故在可安装分体式遥测雨量站的站点,更倾向使用分体式遥测雨量站,减少风吹日晒雨淋,有利于保护遥测终端设备,延长使用寿命。

3)一体化无线遥测雨量站(主通道为GPRS,备用通道为SMS,并通过Internet将雨量数据传回中心站)过度依赖移动运行商和Internet,当遇狂风暴雨、台风等恶劣天气时,移动基站和Internet任何一个环节出现问题,中心站都接收不到遥测雨量站的数据,因此为应对关键时刻(如恶劣天气收不到雨量数据)的数据通信,建议考虑卫星通信作为备份信道。

4)一体化无线遥测雨量站没有避雷装置,建议安装避雷装置。

作者:冯万里 单位:广西玉林市水文水资源局