高毅超 陈静宜 叶洛

摘要 近年来，我国气象计量工作水平不断提高，自动气象站的校准工作显得尤为重要。当前，自动气象站在现场校准工作开展过程中主要采用人工操作的方式进行，实际工作效率不高。针对自动气象站的校准工作展开讨论，分析自动气象站在执行现场校准过程中常见的相关问题，并在此基础上提出了一些对应的优化措施，旨在通过云技术的应用，提升自动气象站现场校准的效果。

关键词 自动气象站;现场校准;云技术;物联网

中图分类号：P415.12 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2021）12–0057–02

近年来，随着我国科技水平的不断提高，自动检测化技术水平也有了飞速的发展。基于气象观测的自动化技术条件不断提升，对应的气象观测数据相比传统的操作方式有着更高的准确性。因此，为从根本上提高自动数据观测的精确度，自动气象站需要定期展开校准工作，从而促进相关工作的顺利开展。此外，在气象计量检查的过程中，相关技术人员需要充分结合时代发展的要求，明确自动气象站工作的基本技术原理，并在此基础上了解各个行业的发展需求，全面扩大自动气象站信息监测的覆盖面。

1 自动气象站校准方法简介

当前，大部分数据实验室在开展相应校准工作的过程中，需要通过数据匹配的方式寻找有效的气象站校准方法，工作室需要充分讨论实际环境下的鉴定条件，利用当前较为先进的数据采集设备，搜集现场的具体信息数据，以此作为自动气象站正常运行的保障。相关工作人员需要全面地调整自动气象站的移动系统，从而提升自动气象站系统工作的稳定性。自动气象站在执行移动计量的过程中，一般会包含不同类型的设备，并且相关的设备中均具有一定的通信功能，因此，在实际应用中，操作人员需要精确记录历史数据，并且进行计量与核对，最大程度地提高当地数据库的真实性与稳定性[1]。

在校准工作开展过程中，大部分情况下均以数据录入为主。近年来，我国开始对各个市级自动气象站的校准系统进行维护与更新，通过加装通讯设置接口的方式，提高无线通信功能的稳定性。因此，在应用过程中，观测现场会全面控制整个校准过程，其中，分散的设备主要包括校准传感器、数据观测系统等，这部分数据主要保存在本地数据库，而没有上传至云端实现共享存储。自动气象站在现场检测的过程中，可以核查自动气象站的多种要素，由于系统在设计过程中呈现出一体化的发展模式，因此，在开展相关工作的过程当中，可以对多种要素进行系统化的核查[2]。基于多模块的无线通信技术在具体应用的过程中，需要检测现场各种设备的运行状态，自动气象站还需要进行系统性的核查，在检查的过程中并不包括对环境设备进行控制。

现阶段，气象行业在整体发展的过程中，最为有效的计量解决方法就是实验室校准和现场校准充分结合。随着我国多地已开始建设传感器实验室，自动气象站现场校准技术得到了广泛的应用。由于并没有针对业务进行统一管理，以至于在展开相关审核工作的过程中，并不能对数据进行现场校准。为解决自动气象站无法开展批量任务的问题，需要对管理模式的统一性进行设置。

2 硬件系统设计

2.1 基于云技术的移动计量网络设计

为有效保障自动气象站计量的效率，需要对现场进行自动化校准，核对相关的数据信息，针对证书的相关内容进行信息化管理。在云端技术的基础上设计对应的新型网络，系统在整体建设包括云平台建设、建立地级市的移动校准系统，通过移动网络建立云端服务器，实现异步通信或同步通信。

2.2 移动校准系统物联网架构

现阶段，气象行业在整体发展的过程中普遍使用自动气象站，应用现场总线布局的方式。传感器和分采集器在具体应用的过程中，一般通过总线和其他设备连接。校准项目还需要应用其他的辅助设备，将不同的设备通过同一种通信方式连接，以便实现统一化管理。通过应用物联网的架构，可以使得标准设备和辅助设备有效连接。在此基础上，还需要应用无线协议转换器。在应用无线AP组网的过程中，通过物联网可以有效控制辅助设备线。此外，还需要应用被测传感设备。传感器实验室的补充设备用于自动气象站的现场校准，以实现各项设备的综合采集。

2.2.1 地温传感器的现场校准 在使用综合设备的过程中，会选择精密度较高的数字温度计作为温度标准设备，利用温度标准设备对控制点进行全面管理。在校准的过程中，会应用低温传感器对传感设备进行批量校准，应用自动气象站采集设备调整转换器[3]。针对多种温度的传感器设备进行自动读取，从而获得上位机会，通过协议内容有效地读取转换设备的数据，从而可以设定更加精准的数字精密温度标准值。在构建协议的过程中，需要了解不同设备的运行特点，按照协议的具体内容进行转换。

2.2.2 雨量传感器的现场校准 在现场校准的过程中，常见的雨量传感器为HY-AJS2型雨量校准仪。内部所设置的标准器通常情況下是一个标准的容量瓶，因此，在开展相关工作的过程当中，需要选择与之相匹配的校准仪通信方式。雨量传感器在接收相应信号的过程中，信号传输的过程就等于进行标准调试，完成一系列的操作之后才可以被发送至上位机。

2.2.3 能见度仪的现场校准 能见度仪在进行现场校准的过程中，要选择能见度与之相匹配的校准条件。操作人员需要了解系统的运行状况，根据系统的运行情况对现场的各项设备进行自动校准，以便使用调试端子调整上位机的情况。应用调试端子的过程中，需要选择上位机可以接收到的校准指令，在整体输出的过程中还要考虑设备的可控范围。

2.2.4 数据采集器的现场校准 传感器校准在具体实施的过程中需要应用到实验室，由于实验室的各方面条件相对而言更加符合综合检测的相应标准，为进一步保障系统观测性能，需要对不同的设备标准进行调整，根据数据的收集内容，可以对设定的标准进行调试，以更好地推动系统的运行。

随着科学技术的快速发展，逐渐出现了便携式的多功能气象站检测设备，这种检测设备的出现为后续的检查工作带来了极大的便利。此外，物联网的广泛应用也进一步保障了系统的运行，通过无线通信协议可以有效地控制各个分机。在应用气象站采集设备的过程当中，需要针对测量的通道设定标准信号。检测设备在运行的过程中，需要对接口签订一定的协议，通过优化和调整协议内容，连接转换设备和上位机。气象检测仪器在具体运行的过程中会向主设备发送指令，主机可以有效控制每一部分的分机，并且采集系统运行过程中出现的数据。气象计量管理部门会维护每一个站台的信息，根据校准计划开展各项工作，建立云平台，以便于可以对不同的校准系统发送信息[4]。省级的云平台会接收地市级的系统信息，然后由计量管理部门审核相应的信息，最后由特定的管理部门审核签发的证书。地方部门在开展相应工作的过程中，可以登录云平台下载相应的信息和内容。针对云平台设定的校准参数，各系统在具体运行的过程中，需要调整项目内容，读取标准器的相应内容，以便将这些数据传输至省级云平台。

3 现场校准工作流程

在云技术的基础上，自动气象站在开展现场校准工作的过程中，可以科学、合理地划分相应的内容，以更好地开展协同工作。操作人员需要调整校准系统，检查云平台发布的参数配置是否符合实际情况，结合实际内容對系统进行更新和调整。校准项目在实施的过程中会应用到标准设备，此外，还会应用到协议转换设备，在选择校准站点的过程中一般会采用上位机软件，该软件能够自动记录系统运行产生的数据，自动检查系统在运行的过程中是否存在异常。在开展系统检查工作时，如发现项目存在异常，应立即暂停运行。云平台在整体建设的过程中，局部并不具备联网的条件，这时就需要应用到气象内网环境，以便重新上传整体数据。现场的校准设备如果被任意更改，工作人员需要登录平台维护数据信息。相关的气象计量管理部门也需要审核现场的数据，审核完成之后还需要颁发相应的标准证书，以便更好地开展后续工作。

4 结束语

气象站在开展校准工作的过程中，需要针对特定的情况制定补充方案，确保能够更好地开展新型自动气象站计量检定工作，提高计量鉴定工作的自动化和信息化水平。在建立移动计量系统的过程中，需要了解相应的实践工作内容，针对校准项目引进相应的辅助设备，从根本上提高现场的校准工作效率和质量。校准工作在开展的过程中，大多数由上位机软件控制，可以有效提高系统工作的自动化水平，同时降低工作人员的劳动强度。通过提高现场校准工作的规范化水平，可以实时传输数据，省级的云平台也可以及时获取相应的信息，进一步实现现场校准工作向信息化、智能化、现代化发展，有效推动校准工作的稳定开展。

参考文献

[1] 边泽强，沙奕卓，贺晓雷.自动气象站移动计量检定系统设计与实现[J].气象水文海洋仪器，2011，28（4）：74-77.

[2] 张建敏，罗昶，王建森，等.省级气象计量检定业务自动化系统[J].应用气象学报，2012，32（2）：251-256.

[3] 孙嫣，样宗波，韩广鲁，等.移动气象计量现场校准核查信息系统[J].电子测量与仪器学报，2017，31（10）：1633-1640.

[4] 黎志波，章维东，计博严.区域自动气象站现场检测系统设计与实现[J].气象水文海洋仪器，2017，34（1）：41-44.

责任编辑：黄艳飞

Discussion on Field Calibration Method of Automatic Weather Station

GAO Yi-chao et al（Fuzhou Agrometeorol-ogical Experimental Station， Fuzhou， Fujian 350014）

Abstract In the overall process of meteorological measurement， the field calibration of automatic weather station is one of the important ways. At this stage， the technology in the specific application process depends on manual operation， and the whole work efficiency is relatively low. This paper analyzed and studied the field  calibration of automatic weather stations， discussed the existing problems， and formulated targeted solutions， hoping to effectively improve the field calibration level of automatic weather stations on the basis of cloud technology.

Key words Automatic weather station; Field calibration; Cloud technology; Internet of things