气象设备无线远程数据采集

一、气象设备无线数据采集系统概述

1.1、无线数据采集系统需求

由于气象设备分散在各个地方使用，需用把设备采集的的状态数据实时采集到中心服务器，并集中处理。所以无线数据采集系统需要完成的功能如下：

Ø  气象设备连接无线通信设备，通过无线方式实现中心服务器

Ø  实时采集现场气象设备的数据，如温度、湿度、压力、风向、风速等

Ø  中心服务器可以对气象设备的数据进行判断，超出设定值则进行报警提示

Ø  一个中心服务器可以同时采集至少5000台气象设备的数据

Ø  中心服务器对气象设备历史运行数据进行保存，可以查阅分析

1.2、监控系统架构

无线监控系统包括：气象设备数据采集现场、无线数据传输、数据中心服务器和用户远程登陆监控三部分组成。气象设备通过485接口和GPRS无线通信设备连接，GPRS设备使用中国移动或者联通的网络和数据中心建立无线的数据传输通道。通过GPRS设备建立的无线数据传输通道，中心服务器可以和气象设备进行数据通信，如，获取气象设备的数据等。同时、用户也可以在其他可以上网的电脑上通过IE等浏览器登陆到中心服务器查看气象设备的运行状态和相关数据。

气象设备应用现场：由于气象设备是分散的安装在应用现场，所以采用GPRS无线通信的方式进行数据传输。无线通信的优点是：不受环境和距离的限制；易安装，节省了布线施工的开销；实时在线。

数据无线传输：在本系统中使用中国移动或者联通的无线网络进行数据传输，其特点是翻盖广，信号好，可实时进行数据传输。

数据中心服务器：数据中心主要的功能是集中管理所有的气象设备。中心可以可实时采集气象设备的运行状态和数据，并可远程配置，控制气象设备的运行。中心还提供其他用户远程访问等功能，即其他用户在授权后可以通过IE等浏览器登陆中心服务器查看数据等。图表1为系统架构图。

二、无线监控系统设计

无线监控系统中的中心服务器采用B/S或者C/S架构的技术实现。中心服务器主要完成接收气象设备的现场数据、数据处理、保存、显示、远程登陆等功能，包括数据中心服务器软件和用户WEB远程监控软件，系统结构框图如下：

2.1数据中心服务器软件

设备管理模块

该模块主要功能：添加，删除气象设备；配置设备信息，如配置DTU号，配置设备地址信息，配置设备类型，配置其他说明信息等。

组织设备，管理设备。当设备较多时，该功能特别重要，可方便客户管理设备，使组织清晰。界面如下：

设备通讯管理模块

通讯管理模块负责中心软件与DTU的通讯管理。通讯管理模块，采用异步socket方式同DTU进行通讯。首先使用DTU参数配置工具把数据中心的IP地址和端口设置在DTU中，同时给DTU配置不同的编号，用于中心服务器区分不同的DTU。DTU参数配置工具界面如下：

DTU上电后会主动去连接配置给其的IP地址和端口。如果连接建立成功，DTU会发送一帧包含DTU编号的数据给数据中心，用于告诉数据中心DTU的“身份”。

系统配置模块

该模块负责管理系统配置，如系统端口，采样周期，是否保存数据等系统配置信息。

通讯协议解码 编码模块

该模块根据设备的通讯协议，将设备发送给数据中心的数据根据协议解码，然后将解码后的数据提供给软件中心，或显示或保存。

该模块还负责将查询命令，设置参数或控制命令，编码为设备通信协议格式，通过“通讯管理模块”发送给设备。

该部分随设备或通讯协议不同而不同。

 实时数据显示模块

该部分将通讯协议解码后的数据显示。该部分可单独显示一个设备如：

也可按站点显示全部设备信息如：

数据保存模块

可根据客户需要，将数据保存到excel文件或Oracle/SQL Server数据库。

历史数据程序模块

查询保存的历史数据，可显示曲线或表格数据。对曲线，可选择显示的曲线，具有曲线放大缩小功能。

数据统计模块

根据客户需要，生成统计数据。

故障报警模块

根据设备报警条件，等发生报警时，给出报警信息。并记录报警信息。

2.2用户WEB远程监控软件功能

WEB远程监控软件主要是实现客户通过IE等浏览器的方式监控气象设备的运行状态，并且可以完成设置用户权限、报警、历史数据查阅。

气象设备运行数据查阅

用户通过浏览器登陆到中心服务器后可以查阅气象设备的运行数据和状态，。界面参考如下：

不同用户权限说明和设置

系统支持不同等级的用户权限，不同用户的操作权限不同。

所有的用户操作，均在数据中心进行操作。

错误报警功能

当某些数据超过设置的值后，可以产生报警信息，设备图标变为故障、报警状态，将故障信息保存：

2.4中心服务器配置需求

硬件需求：

CPU：P4 2G以上或相当型号

内存：最少1GMB推荐4GMB

显示器：VGA、SVGA或支持桌面操作系统的任何图形适配器。要求至少256色。

鼠标、键盘：任何PC兼容鼠标键盘。

软件需求：

操作系统：Windows Server 2003

数据库：SQL Server 2005