陈兰　青娉楚　姚朋　康晋荣

摘 要：市级区域自动气象站远程控制系统通过对软、硬件联合开发，实现了对区域自动气象站远程重启、参数设置、站点信息查询、控制记录查询、控制命令查询等主要功能。系统采用人机交互的方式，界面美观友好，信息查询方便，数据存储安全可靠，易维护、操作。今后，除设备硬件故障意外的故障均可通过远程控制，将大大缓解市县区域自动站维护压力，节省人力物力成本，缩短故障时间，对市级区域自动气象站传输质量考核将起到不可估量的作用。

关键词：区域；气象站；远程；控制

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）13-0035-02

1 研究背景

在对市级区域自动气象站运行监控过程中发现：当区域站缺测时，无法在第一时间判断引发故障原因是设备死机、GPRS通讯堵塞还是硬件故障，导致不能在最短时间内排除故障。据统计本市《区域自动气象站故障维修记录表》发现，有一半以上的故障都是因为设备死机或GPRS堵塞中断造成，两种故障处理都需维护人员现场重启设备。因县局人少事多，现场维修存在不同时长的延迟，在这期间故障站点一直处于缺测状态，对全市区域自动站传输质量考核造成较大影响，且该影响不可逆转。随着气象现代化建设的不断推进，市级区域自动气象站数量将越来越多，站点繁多、地域宽广将给运行维护带来极大困难。因此，研发一套远程控制系统显得尤为重要[1]。

2 系统设计

本系统研究主要分为软件开发和硬件开发两大部分，主要包括三大模块：

（1）远程控制平台。该平台集成了远程控制系统的所有功能，使整个控制操作简单、直观。

（2）远程控制硬件模块。该模块可实现与PC端连接，数据安全传输可靠，通过GSM模块发送加密指令到各个站点实现各种控制操作，方便快捷。同时也能接收自动站发回的各种实时监测数据。

（3）远程开关硬件模块。该模块使自动站设备可以远程接收加密指令并对所控制的电路实现物理性质的开关操作，安全可靠，既不破坏原有电路，又能够方便快捷的安装[2]。

2.1 软件部分

本系统主要用于远程控制市级区域自动站，即对指定的区域自动站通讯卡进行短信控制，主要实现以下目标：

（1）系统采用人机交互的方式，界面美观友好，信息查询方便，数据存储安全可靠，易维护、操作。

（2）实现对所有区域站通讯卡进行短信发送，以便对其进行远程操作。

（3）实现对所有区域站通讯卡进行短信接收，以便获取其参数设置等信息。

（4）实现对站点信息、控制命令等进行查询。

2.1.1 系统功能结构（图1）

2.1.2 数据库设计

考虑到本系统信息量不大，数据库主要用来存在站点信息、常用命令、已发送和接收短信等信息，因此对数据库的要求并不是很高，所以本系统采用Microsoft Access 2010作为数据库，其中包含了5张数据表分别存储相关信息。数据库中的表及用途如表1所示。

2.1.3 公共类设计

为提高代码的重用率，方便代码管理，本系统创建了两个公共类：一个为ConnClass类，主要用来访问数据库，一个为GSM类，主要用来操作短信猫。

2.1.4 登录模块设计

为增强系统安全性，登录模块主要用于对系统的用户进行安全性检查，只有密码验证成功的用户才可进入系统主界面。

2.1.5 主界面设计

系统所有功能都集中在主界面的操作菜单中，其中包括站点管理、远程控制、控制记录、控制命令、系统管理和帮助，每个功能又包含自己的子菜单，详情见表2所示。具体实现：使用MenuStrip控件制作系统的功能菜单，使用StatusStrip控件制作系统的状态栏，使用timer组件获取当前系统时间[3]。

2.1.6 远程控制发送模块设计

远程控制模块是本系统中最重要的一部分，通过此模块可以控制单个或多个站点，它需要短信猫硬件支持，所有发送的短信都是通过通过动态链接库调用短信猫发送出去的。在远程控制界面中，用户可手动数据接收号码或调用站点信息选择接收号码。发送内容可手动输入或调用常用命令。本模块的关键技术在用连接硬件短信猫，通过厂商提供的dllforvc.dll动态链接库中的GSMModemSM Ssend函数，该函数将发送的短信通过短信猫发送到指定的电话号码。

2.1.7 远程控制接收模块设计

完整的远程控制不仅要具备发送功能，还需要具备短信接收功能。短信接收模块是利用动态链接库dllforvc.dll中的GSMModemSMSReadAll函数来读取受控站点通讯卡的信息，然后插入到数据库中，通过数据空间显示出来。该模块的技术难点是每次窗体加载时，首先要对短信猫进行连接，连接成功后检查短信猫中的卡是否有短信，如果有则先清空数据库，然后从卡中将短信读取出来保存在数据库中，最后通过数据空间将内容显示出来[4]。

2.2 硬件部分

2.2.1 远程控制硬件模块——短信猫

短信猫属于硬件设施，主要作用是收发短信。它通过串口与计算机连接，要通过程序使计算机能够操作短信猫，利用其附带的动态链接库调用其中的各种函数实现短信的发送与接收。远程控制中的短信發送关键技术是短信猫厂商提供的dllforvc.dll动态链接库中的GSMModemS MSsend函数，该函数用于将输入的短信通过短信猫发送到制定的电话号码中。控制记录中的已接收短信关键技术是利用动态链接库dllforvc.dll中的GSMModemSMSReadAll函数读取SIM卡中的短信。本系统使用的主要函数包括：

GSMModemGetSnInfoNew函数：用于获取短信猫注册需要的信息。

GSMModemGetDevice函数：用于获取当前的通信端口。

GSMModemGetBaudrate函数：用于获取当前通信波特率。

GSMModemGetInitNew函数：用于初始化短信猫。

GSMModemSMSsend函数：用于发送短信。

GSMModemSMSReadAll函数：用于获取所有短信息。

2.2.2 远程开关硬件模块——电路控制器

电路控制器主要通过GSM通信模块和继电器控制站点采集器电源开关。可通过密码验证设置短信猫中的通信卡为管理员账号，设置成功后，管理员账号就可通过短信对其进行通电、断电操作。电路控制器的线路连接显得至关重要，决定着能否对设备进行远程控制。它需要两组线路，一组由8.8B电池接入端供12V直流电，一组由8.8B负载端正极输出，采器供电正进负出，到电路控制器继电器模块正进负出，最后回到8.8B负载端负极[5]。

3 研究成果

本系统达到了预期要求，实现了以下四大功能：

（1）查询全市管辖的所有自动站站点信息。

（2）对管辖范围内的所有故障站点实现立即重启。

（3）获取指定区域自动站的实时监测数据。

（4）实现远程获取、设置区域自动站采集器参数。

4 结语

随着气象现代化建设的不断推进，区域自动气象站建设数量将越来越多，后期的维护压力巨大。根据目前自动站运行监控情况来看，过半的故障是因设备死机、GPRS堵塞中断或参数设置错误造成的。今后因这些原因造成的缺测均可通过本系统进行远程解决，缓解了我市自动站维护压力，节省了人力物力成本，缩短了故障时间，对市级区域自动气象站传输质量考核将起到不可估量的作用。

参考文献

[1]吕文华，薛鸣方，行鸿彦.自动气象站技术与应用[M].中国质检出版社，中国标准出版社，2013.

[2]姜增如.Access 2010数据库技术及应用[M].北京理工大學出版社，2012.

[3]马骏.C#程序设计教程（第3版）[M].人民邮电出版社，2014.

[4]李广杰.区域自动气象站常见故障分析与处理[J] 现代农业科技，2015，（20）：217.

[5]郭晓燕，李春龙，张淑娜.区域自动气象站常见故障及维修方法[J].现代农业科技 2011，（3）：317.