手機調(diào)試自動氣象站的設(shè)計方法淺析

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摘要:為了減輕氣象臺站保障人員的負擔(dān)，提高工作效率，解決用手機替代筆記本電腦對自動氣象站運行測試和故障診斷是很有必要的。本文提出了利用HarmonyOS手機調(diào)試自動氣象站的方法，通過串口藍牙適配器、type-c轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器或者type-c轉(zhuǎn)OTG+USB轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器來配合spu串口調(diào)試APP，從而實現(xiàn)用HarmonyOS手機方便調(diào)試自動氣象站。實踐的結(jié)果表明，采用該方法可大大減輕保障人員的負擔(dān)，提高工作效率。

關(guān)鍵詞:HarmonyOS；手機調(diào)試；自動氣象站；RS232；串口調(diào)試軟件

1引言

隨著自動氣象站點的增多，自動站點的安裝調(diào)試和維修維護工作的重要性顯得尤為突出。目前自動站的采集器型號較多，雖然不同廠家會提供一些設(shè)備的調(diào)試軟件[1-2]，但都是計算機版的。由于自動站都安裝在比較偏辟地方，因此給運行保障、故障修理工作造成很大的困難。實際現(xiàn)場對采集器設(shè)備和傳感器設(shè)備調(diào)試均需要用到筆記本電腦[3-5]，在攜帶方面增加了不少工作量?；谝陨显?，本文提出了利用HarmonyOS手機調(diào)試自動氣象站的方法。該方法能方便使用手機進行設(shè)備運行測試和故障診斷，減輕保障人員的負擔(dān)，提高工作效率。

2硬件需求

鑒于各自動氣象站都帶有COM串口作為與計算機或手機通信使用。目前手機與串口的通信方式主要有三種：串口藍牙適配器、type-c轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器、type-c轉(zhuǎn)OTG+USB轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器。

2.1串口藍牙適配器

藍牙串口適配器是根據(jù)SPP(SerialPortProfile)服務(wù)協(xié)議條款，可以在藍牙機器設(shè)備相互之間建立串行接口開展數(shù)據(jù)信息自動輸送的一類傳輸設(shè)備。它有RS232接口和USB接口，采用BF10藍牙模塊，以在兩個不同設(shè)備(通信的兩端)上的應(yīng)用相互之間形成一條完整系統(tǒng)的通訊途徑，作為一類線纜代替設(shè)計方案。它能夠直接和單片機或者控制器設(shè)備相互連接，應(yīng)用即用即插的模式，順利完成機器設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)信息自動輸送。

2.2type-c轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器

USB-C類接口公頭與DB9公頭的連接器，適合Type-C接口手機連接RS-232，可在串行接口（RS-232）和Type-C控制應(yīng)用端口相互之間，形成可靠的鏈接。經(jīng)過使用Type-C控制應(yīng)用端口具備的即用即插以及熱拔插的功能可以給串行接口（RS-232）外圍機器設(shè)備提供十分容易運用的環(huán)境。

2.3type-c轉(zhuǎn)OTG

Type-C轉(zhuǎn)OTG轉(zhuǎn)接頭，適合Type-C接口手機外接USB設(shè)備。它主要應(yīng)用于各種不同的設(shè)備或移動設(shè)備間的聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)交換。

2.4USB轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器

USB轉(zhuǎn)串行接口能夠在串行接口（RS-232）和USB控制應(yīng)用端口相互之間非常容易地建立可靠的連接。經(jīng)過使用USB控制應(yīng)用端口具備的即用即插以及熱拔插的功能可以給串行接口（RS-232）外圍機器設(shè)備提供十分簡單運用的環(huán)境。

3手機軟件

目前網(wǎng)上有不少手機串口調(diào)試軟件。通過試用對比，《spu串口調(diào)試APP》十分好用。它支持市面上95%以上的USB轉(zhuǎn)串口模塊，具有超強兼容、性能穩(wěn)定、輕松設(shè)置多種參數(shù)等優(yōu)質(zhì)特點。其應(yīng)用界面如圖1所示。該APP功能多樣：支持文本和Hex碼兩種收發(fā)格式，可以方便傳輸字符串和16進制數(shù)據(jù)，輸入Hex數(shù)據(jù)時，自動規(guī)范Hex文本格式；支持自動重發(fā)功能，重發(fā)間隔可調(diào)，最高支持每秒自動發(fā)送20次數(shù)據(jù)；支持15種常用波特率，從75到921600，范圍極寬；支持數(shù)據(jù)位、停止位和校驗位格式的設(shè)置，并自動保存用戶配置；支持12個自定義按鈕，可以定義按下時發(fā)送的數(shù)據(jù)，通信更快捷；支持收發(fā)信息記錄，并提供一鍵清空，長按信息記錄可復(fù)制信息；支持時間戳，記錄每一條數(shù)據(jù)的時間，精確到毫秒等功能?，F(xiàn)利用華為HarmonyOS手機配合type-c轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器，分別以目前常用的HY364型區(qū)域自動氣象站和DZZ5型自動氣象站為例，來說明手機調(diào)試自動氣象站的方法與實現(xiàn)過程。

3.1HY364型區(qū)域自動氣象站

HY364型區(qū)域自動氣象站的核心控制部件為HY364數(shù)據(jù)采集器。它采用ST公司的STM32F103VET6CPU，cortex-M3內(nèi)核，512KFLASH64KRAM。它可以完成單片體系，運用512KEEPROM存儲系統(tǒng)參數(shù)，運用AT45DB161保存數(shù)據(jù)信息。根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)設(shè)置，將采集到的氣象要素數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到中心站服務(wù)器。同時該采集器也能依靠網(wǎng)絡(luò)接受中心站服務(wù)器的遠程集中管理與參數(shù)設(shè)置，真正實現(xiàn)了智能化和網(wǎng)絡(luò)化的管理。HY364數(shù)據(jù)采集器的常用命令有：GETMINDATA!獲取當前分鐘數(shù)據(jù)，GETHOURDATA!獲取小時實時數(shù)據(jù)，GETTIME!獲取系統(tǒng)時間命令，GETELEPARA!獲取要素通道參數(shù)，GETSTATIC01!獲取站點號參數(shù)和GETCOMMEXT00!獲取中心服務(wù)器參數(shù)等。使用spu串口調(diào)試APP時，等硬件連接好后，運行APP首先進入“設(shè)置”界面，設(shè)置波特率為9600、數(shù)據(jù)位為8bit、停止位為1bit、校驗位無和追加換行符無，編碼格式選UTF-8等，然后進入“收發(fā)模式”輸入相關(guān)命令獲取相關(guān)資料（見圖2）。該APP支持12個自定義按鈕，可以先定義好常用的命令為按鈕，需要時進入“按鈕模式”直接點預(yù)先設(shè)好的按鈕獲取相關(guān)資料，通信更快捷（見圖3）。

3.2DZZ5型自動氣象站

DZZ5新型自動氣象站是多功能綜合氣象觀測設(shè)備。其核心控制部件是HY3000主采集器[6]。通過HY3000主采集器內(nèi)部數(shù)據(jù)采集單元，可完成對風(fēng)速、風(fēng)向、翻斗雨量、蒸發(fā)、總輻射等常規(guī)傳感器的數(shù)據(jù)采集；通過CAN總線與各分采集器連接，獲取空氣溫度、相對濕度、地溫等觀測數(shù)據(jù)；通過RS232獲取氣壓、稱重降水等智能傳感器的觀測數(shù)據(jù)，并完成所有觀測數(shù)據(jù)的計算處理、質(zhì)量控制、記錄存儲、通信傳輸?shù)取Y3000主采集器的常用命令有STATMAIN讀取主采集器工作狀態(tài)，STATTARH讀取溫濕觀測分采集器工作狀態(tài)，STATEATH讀取地溫觀測分采集器工作狀態(tài)，DMGD下載分鐘常規(guī)觀測數(shù)據(jù)，DHGD下載小時常規(guī)觀測數(shù)據(jù)和SAMPLE讀取采樣數(shù)據(jù)等。使用spu串口調(diào)試APP時，等硬件連接好后，運行APP首先進入“設(shè)置”界面，設(shè)置波特率為9600、數(shù)據(jù)位為8bit、停止位為1bit、校驗位無和追加換行符無，編碼格式選UTF-8。然后進入“收發(fā)模式”輸入相關(guān)命令獲取相關(guān)資料（見圖4）；也可進入“按鈕模式”直接點預(yù)先設(shè)好的按鈕獲取相關(guān)資料。

4結(jié)語

本文討論了利用HarmonyOS手機調(diào)試自動氣象站的方法，以type-c轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器配合spu串口調(diào)試APP介紹了HY364型區(qū)域自動氣象站和DZZ5型自動氣象站的使用。實踐的結(jié)果表明，采用該方法可方便使用手機進行設(shè)備運行測試和故障診斷，大大減輕保障人員的負擔(dān)，提高工作效率。

參考文獻

[1]北京華云尚通科技有限公司.HY364數(shù)據(jù)采集器使用與維護手冊.北京,2018

[2]中國氣象局綜合觀測司.DZZ5型自動氣象站維修手冊.北京,2017

[3]劉佳明,何清芳,徐竹泉,等.DZZ5新型自動站日常維護及故障處理.福建電腦,2015(3):115-116

[4]王新清.基于Android的區(qū)域自動氣象站保障系統(tǒng)實現(xiàn).內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2020,457(15):94-95

[5]黎直,賢云,江帆,等.手機藍牙維護區(qū)域自動氣象站的方法簡介.氣象研究與應(yīng)用,2016,37(增刊I):138-140

[6]晁紅艷.DZZ5新型自動站常見故障的研判.青海氣象,2018(2):51-54

作者:溫顯罡 楊強華 劉偉龍 單位:福建省龍巖市新羅區(qū)氣象局