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備數(shù)據(jù)進行遠距離傳輸，有效的解決了氣象業(yè)務臺站原有觀測系統(tǒng)的實際問題，滿足業(yè)務發(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,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備聯(lián)網(wǎng)服務器（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兩個服務的安裝與注冊、SMOPORT軟件安裝。虛擬串口安裝成功后再電腦設備管理器的端口查詢里會出現(xiàn)COM11-COM18的8個虛擬串口，對應硬件控制器上8個串口傳輸模塊（port1-port8）；兩個通訊服務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)搜索設備IP、連接設備和對設備進行管理的功能。支持網(wǎng)絡信息的動態(tài)配置、串口信息如波特率等的動態(tài)配置、歷史數(shù)據(jù)下載和設置用戶名密碼等功能。

3  故障診斷

3.1  網(wǎng)絡故障

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)絡連接正常。若彈出服務器連接失敗對話框則網(wǎng)絡斷開。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)絡不通，若范圍時間較短則網(wǎng)絡連接正常。若網(wǎng)絡不通，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。若都關閉或沒有顯示則串口服務器原設置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)連接服務器失敗，則查看comtonet（由主機虛擬串口的數(shù)據(jù)傳送）服務與nettocom(由串口服務器向主機虛擬串口的數(shù)據(jù)傳送)服務是否啟動，建議在修改過串口服務器或重啟過軟件之后重啟comtonet和nettocom兩個服務。:

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，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)長按恢復出廠設置按鍵“Default”5秒，L1與L7燈同時常亮證明成功恢復出廠設置，再通過SMOPORT重新連接。若恢復出廠設置仍然沒有解決故障建議更換設備。

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：設備運行死機；易遭雷擊；SOMOPORT連接中斷需重啟comtonet和nettoncom服務等故障。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)務工作人員在日后設備運行中可能出現(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://00559.cn/w/qk/21223.html