论文自动气象观测系统通信单元改造，本文是气象观测本科毕业论文范文与气象观测和通信和改造方面学术论文怎么写.
一、引言：
近年来,从行业内部的运行风险提示中可以看出,早期维萨拉公司生产的通信单元MCU111 目前已经进入了设备的故障频发时期.无论是MCU111 中MCB111 上的调制解调器被雷击,还是其中TS16 电源模块故障,作为一个整体,此类故障判定维修起来较为困难.因此,目前对MCU111 进行改造是非常有必要的.能在一定程度上减少故障排查和维修的时间.
二、 通信单元改造缘由
MCU111 总体来说结构较为简单,下面对其进行拆解描述.其中MCB111 称为母版,上面包含16 个插座,分别安装有DMX501 和DSI485A 模块.MCB111 下面是一台TS16,即端口服务器.后面板上则是以太网口、九针com 口以及进出线排.根据其不同的构造,可以产生多个故障点隐患.
2.1 MCB111
通信模板本身故障率较低,可能出现故障的是插在上面的通信模块,室内设备防雷接地不完善的情况下,可能由于雷击造成通信模块的损坏.线路节点较多,故障排除起来较为耗时,且维修时需要关闭整个通信设备,拆解外壳.
2.2 TS16
该设备被安放在了MCB111 母板下面,维修时不仅要拆解外壳,还是将MCB111 拆下来.由于在机壳内部,当其出现故障的时候很难判定出故障点.
进出线排
MCU111 上的线排,质量较普通科隆线架好,因此在使用过程中极少出现问题.然而由于设备使用时间较长,且震动或者整理线缆,可能会造成线路的松动.且由于可能使用了质量较好、线皮较厚的线,会造成线架刀口无法完全接触线芯.
正是由于MCU111 有以上排除故障难点,因此需要对其进行改造.
三、改造方法
3.1 改造设备介绍
将MCB111 母版改为多个DXL421 模块集合.使用维萨拉公司生产的MDF101 机架.
MDF101 是一个可插多种模块的机架设备.它的背面对称包含三种模块.一种为电源模块,将220V 交流电转换为12V 直流电,然后接入另一模块,即直流电源分线排.在电源模块输入前端为交流电空开.最终由直流电源分线排将12V 直流电源连接到前面板的模块上.
MDF101 机架前后面都一样, 均为插槽.前端为DXL421 阵列,为室内的调制解调设备.DXL421 的电源输入来自后面的直流电源的分线排.
DXL421 上部有个拨码开关,用于设置传输速率；有电源输入端子,连接MDF101 后面电源分线排上12V 直流电源；中部为RS-232 接口,用于和TS16 端口服务器设备相连；下部为专线输入接口,用于连接外场传感器设备中的调制解调设备.
可接的外场设备为自动站、大气透射仪、云高仪以及天气现象传感器等设备.DXL421 调制解调模块用途比较广泛,与多种外场传感器调制解调设备相适应,如：DMX501、DMX21 或者DXL421.[1]
此外增加一台TS16MEI 设备,替换MCU111 中的内置TS16.TS16MEI 设备含有16 个RS-232/485 接口,与原内置TS16 的功能和用途完全一致.
使用专线与MDF101 设备上的DXL421 调制解调模块相连,并且根据配置端口信息,可直接与塔台数字显示设备和跑道/ 灯光控制单元相连.
3.2 改造实际工作
外场设备传输模式与原有方式一致,使用光传输方式,内外场安装光复用设备,将外场传感器数据传输至室内机房.
室内光复用器上对应的信号线为2 线modem 传输,连接至MDF101 机架上DXL421 模块的专线输入口.使用DXL421和TS16 的专用连接线（一端为裸线,用于接入DXL421 的RS-232 接口端子；另一端为水晶头,插入TS16 的接口）相连接.如果专用线不够用或者没有购置,则需要根据TS16的端口线序,使用普通RJ45 水晶头进行制作.
首先,需要根据外场设备传输信号,对DXL421 的拨码开关进行设备,特别注意第二位是设备传输速率,需与外场设备一直,第二位为“ON”时速率为1200,第二位为“OFF”时速率为300.
然后对TS16 进行配置.端口服务器TS16 是将RS-232转换成UDP 传输方式.MCU 中端口设置,首先需要修改服务器上的配置文件ports.ini.
如下所示：[2]
[__OBJECT__]
NAME等于PORTS ；文件名
[__INSTANCES__] ；实例名称
COM01等于NO
NET01等于YES ； YES/NO 设置端
口状态
NET02等于YES
NET03等于YES
……
NET15等于YES
NET16等于YES
;@ NET_TYPE ；配置端口
[NET01]
LOCATION等于[S]MAWS RWY29 ； 设备位置
CLASS等于[S]udp ；传输方式
LOCALPORT等于[I]10001 ； 本地端口号
REMOTEPORT等于[I]2101 ；远程端口号
REMOTEHOST等于[S]192.168.1.101 ；远端主机IP
MULTICAST等于[S]””
BAUD_RATE等于[I]0
对于ports 文件的设置,其中远端主机是指TS16 设备.
对TS16 的设置,主要使用IE 浏览器完成.在IE 浏览器中输入TS16 的地址（192.168.1.101）.
在左边可以看到有configuration（配置）、applications（应用）、management（管理）和administration（管理员）三个选项.配置串行端口,选择serial ports,可以看到各个端口的描述和配置.
选择需要配置的端口,然后可以看到UDP 这一项.主要配置UDP 的发送地址和端口.
选择Basic Serial Settings（基本串行设置）.修改描述,以及波特率、数据位、停止位、校验码等.与DXL421 上面的拨码开关设置一致.
这样,TS16 中串口数据的配置就完成了,然后需要重启系统服务,使配置生效.
四、结束语
通过对自动气象观测系统通信单元的改造,大大降低了设备发生故障的风险,将原有整体的通信单元拆分为不同的模块,即单独双路交直流电源转换模块、DXL421 阵列与外置TS16MEI 设备.从而当自动观测系统通信发生故障时,能够迅速找出相应的故障点,使用备件更换,及时提供有效的气象数据,保障飞行安全,同时更好地完成安全责任目标中设备正常率所要求的任务.
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参考文献：
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