ISOS-HC/A工作原理及故障分析

隨著氣象探測技術(shù)的不斷進(jìn)步和地面觀察自動化的蓬勃發(fā)展，地面觀測能力顯助提升的同時也暴露出很多問題。ISOS-HC/A綜合集成硬件控制器高度集成多串口通信、信號轉(zhuǎn)換、光電隔離、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換等功能模塊，通過光纖采用不同通信方式的多個設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，有效的解決了氣象業(yè)務(wù)臺站原有觀測系統(tǒng)的實際問題，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展要求。2017年初江西省92個縣市完成ISOS-HC/A(綜合硬件控制器)的安裝建設(shè),ISOS-HC/A優(yōu)點很多但在近半年的試運行中也發(fā)現(xiàn)幾個容易產(chǎn)生問題的故障點。本文通過分析設(shè)備結(jié)構(gòu)和運行原理及半年多運行遇到的故障和解決辦法做簡要闡述，為臺站人員解決使用上的實際問題。

1  功能與結(jié)構(gòu)

綜合集成硬件控制器主要分為串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器（ISOS-HC/A）、室內(nèi)通訊轉(zhuǎn)換單元以及線纜等附屬部件。綜合集成硬件控制器是集成多串口通訊、信號轉(zhuǎn)換、光電隔離、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換等功能模塊，通過以太網(wǎng)的方式將各類觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦饫w模塊轉(zhuǎn)換盒，最后再通過光纖轉(zhuǎn)網(wǎng)線將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)絇C端。這種以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖再轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式實現(xiàn)光信號與電信號之間的相互轉(zhuǎn)換將大部分觀測設(shè)備僅僅通過一根光纖傳輸?shù)诫娔X終端，有效解決了觀測場布線多，通訊方式不統(tǒng)一等問題。ISOS-HC/A通訊模塊由8個可手動插拔的RS-232/485/422自適應(yīng)模塊，4個RJ45接口其中三個是以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖一個為8串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)輸出接頭。一組光纖收發(fā)接口，一個RS232調(diào)試接口，兩個USB接口和一個SD卡插槽組成，如圖1所示。 

圖1  綜合硬件控制器硬件組成

2  軟件驅(qū)動

綜合硬件控制器驅(qū)動軟件支持Windows XP、WIN 7D等32位和64位兩種操作系統(tǒng)，根據(jù)臺站業(yè)務(wù)機操作系統(tǒng)安裝不同的軟件版本。驅(qū)動軟件的安裝主要包括：8個虛擬串口的安裝、comtonet和nettocom兩個服務(wù)的安裝與注冊、SMOPORT軟件安裝。虛擬串口安裝成功后再電腦設(shè)備管理器的端口查詢里會出現(xiàn)COM11-COM18的8個虛擬串口，對應(yīng)硬件控制器上8個串口傳輸模塊（port1-port8）；兩個通訊服務(wù)comtonet和nettocom分別是由主機虛擬串口向綜合集成硬件控制器的數(shù)據(jù)傳送和由綜合集成硬件控制器向主機虛擬串口的數(shù)據(jù)傳送的作用；SMOPORT配置軟件實現(xiàn)搜索設(shè)備IP、連接設(shè)備和對設(shè)備進(jìn)行管理的功能。支持網(wǎng)絡(luò)信息的動態(tài)配置、串口信息如波特率等的動態(tài)配置、歷史數(shù)據(jù)下載和設(shè)置用戶名密碼等功能。

3  故障診斷

3.1  網(wǎng)絡(luò)故障

故障1：運行驅(qū)動軟件，連接指定IP的通信控制模塊，若連接后彈出登錄界面，則網(wǎng)絡(luò)連接正常。若彈出服務(wù)器連接失敗對話框則網(wǎng)絡(luò)斷開。在電腦左下角開始菜單運行窗口輸入cmd ，在dos界面下輸入ping命令，查看訪問指定IP的連接時間。若連接超時則網(wǎng)絡(luò)不通，若范圍時間較短則網(wǎng)絡(luò)連接正常。若網(wǎng)絡(luò)不通，首先檢查網(wǎng)線接頭是否松動，光纖是否有因施工被損壞。

故障2：若SMOPORT軟件連接失敗通訊指示燈正常，在不接交換機或雙網(wǎng)卡通過網(wǎng)線將串口服務(wù)器和電腦直連的情況下通訊正常，則在dos界面下輸入netstat空格串口服務(wù)器IP地址，在這個命令下查看4002和4004兩個端口打開情況如何，如圖2所示。若都關(guān)閉或沒有顯示則串口服務(wù)器原設(shè)置IP被交換機自動占用或篡改，建議修改IP。 

圖2  IP端口查詢

3.2  軟件故障

故障1：登入SMOPORT軟件若出現(xiàn)賬號密碼界面則通訊正常。若出現(xiàn)連接服務(wù)器失敗，則查看comtonet（由主機虛擬串口的數(shù)據(jù)傳送）服務(wù)與nettocom(由串口服務(wù)器向主機虛擬串口的數(shù)據(jù)傳送)服務(wù)是否啟動，建議在修改過串口服務(wù)器或重啟過軟件之后重啟comtonet和nettocom兩個服務(wù)。:

故障2：SMOPORT連接正常SMO上仍然沒數(shù)據(jù)，查找SOM軟件上采集要素的通訊參數(shù)中的通訊端口跟我的電腦中設(shè)備管理器中的端口是否匹配，匹配則查看各觀測要素是否掛接。

3.3  硬件故障

故障1：SMO上沒有數(shù)據(jù)先檢測光電轉(zhuǎn)換模塊是否正常，檢測室內(nèi)光電轉(zhuǎn)換模塊的收發(fā)指示燈TX.RX（TX發(fā)數(shù)據(jù)常亮，RX收數(shù)據(jù)閃爍）指示燈正常證明通訊數(shù)據(jù)已從串口服務(wù)器上傳到光電轉(zhuǎn)換模塊說明光電轉(zhuǎn)換器和光纖正常，則檢查網(wǎng)絡(luò)，SMO軟件及主采集器是否故障。若TX,RX指示燈不亮則將室內(nèi)光電轉(zhuǎn)換器及室外通信控制模塊斷電重啟，若重啟后光纖收發(fā)指示燈閃爍則光電轉(zhuǎn)換器正常，需檢查光纖是否斷裂損壞；若為閃爍，則光電轉(zhuǎn)換模塊損壞。

故障2：SMO軟件上單個采集要素沒有數(shù)據(jù)可以交換通訊控制模塊，查看是否有數(shù)據(jù)，若仍然無數(shù)據(jù)證明非該通訊控制模塊故障，可能是單個要素故障。有數(shù)據(jù)證明單個通訊控制模塊故障，需更換通訊控制模塊。SOM上所有要素沒有數(shù)據(jù)，在排除通訊和軟件故障的前提下先看串口服務(wù)器的電源指示燈POW1,POW2，兩燈需常亮供電為正常。再看L1-L7燈，正常狀態(tài)下，L1燈每2-3秒一閃。連接各個要素的PORT1-PORT8上各有R，T兩個指示燈，設(shè)備正常狀態(tài)下有數(shù)據(jù)接收則兩燈閃爍。各指示燈正常而仍然沒有數(shù)據(jù)長按恢復(fù)出廠設(shè)置按鍵“Default”5秒，L1與L7燈同時常亮證明成功恢復(fù)出廠設(shè)置，再通過SMOPORT重新連接。若恢復(fù)出廠設(shè)置仍然沒有解決故障建議更換設(shè)備。

4  結(jié)語

綜合硬件控制器安裝至今已在江西運行一年半時間，提高地面氣象綜合觀測系統(tǒng)的集成程度、可擴展性能、穩(wěn)定性、減少布線和觀測數(shù)據(jù)的利用效率等優(yōu)點顯而易見。但在運行過程中的故障也時有發(fā)生：設(shè)備運行死機；易遭雷擊；SOMOPORT連接中斷需重啟comtonet和nettoncom服務(wù)等故障。文章簡要分析綜合硬件控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各功能并深入探究設(shè)備在運行過程中常見故障并給出分析故障的思路和解決方法，為業(yè)務(wù)工作人員在日后設(shè)備運行中可能出現(xiàn)的問題找到解決思路和方法。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://12-baidu.cn/w/qk/21223.html