ISOS-HC/A工作原理及故障分析

隨著氣象探測技術的不斷進步和地面觀察自動化的蓬勃發展，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、信號轉換、光電隔離、數據轉換和光電轉換等功能模塊，通過光纖采用不同通信方式的多個設備數據進行遠距離傳輸，有效的解決了氣象業務臺站原有觀測系統的實際問題，滿足業務發展要求。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優點很多但在近半年的試運行中也發現幾個容易產生問題的故障點。本文通過分析設備結構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  功能與結構

綜合集成硬件控制器主要分為串口設備聯網服務器（ISOS-HC/A）、室內通訊轉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、信號轉換、光電隔離、數據轉換和光電轉換等功能模塊，通過以太網的方式將各類觀測數據進行轉換，再通過以太網轉光纖的方式將數據傳輸到光纖模塊轉換盒，最后再通過光纖轉網線將數據直接傳輸到PC端。這種以太網轉光纖再轉以太網的方式實現光信號與電信號之間的相互轉換將大部分觀測設備僅僅通過一根光纖傳輸到電腦終端，有效解決了觀測場布線多，通訊方式不統一等問題。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轉光纖一個為8串口轉以太網輸出接頭。一組光纖收發接口，一個RS232調試接口，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  軟件驅動

綜合硬件控制器驅動軟件支持Windows XP、WIN 7D等32位和64位兩種操作系統，根據臺站業務機操作系統安裝不同的軟件版本。驅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據傳送和由綜合集成硬件控制器向主機虛擬串口的數據傳送的作用；SMOPORT配置軟件實現搜索設備IP、連接設備和對設備進行管理的功能。支持網絡信息的動態配置、串口信息如波特率等的動態配置、歷史數據下載和設置用戶名密碼等功能。

3  故障診斷

3.1  網絡故障

故障1：運行驅動軟件，連接指定IP的通信控制模塊，若連接后彈出登錄界面，則網絡連接正常。若彈出服務器連接失敗對話框則網絡斷開。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。若連接超時則網絡不通，若范圍時間較短則網絡連接正常。若網絡不通，首先檢查網線接頭是否松動，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卡通過網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軟件若出現賬號密碼界面則通訊正常。若出現連接服務器失敗，則查看comtonet（由主機虛擬串口的數據傳送）服務與nettocom(由串口服務器向主機虛擬串口的數據傳送)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上仍然沒數據，查找SOM軟件上采集要素的通訊參數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上沒有數據先檢測光電轉換模塊是否正常，檢測室內光電轉換模塊的收發指示燈TX.RX（TX發數據常亮，RX收數據閃爍）指示燈正常證明通訊數據已從串口服務器上傳到光電轉換模塊說明光電轉換器和光纖正常，則檢查網絡，SMO軟件及主采集器是否故障。若TX,RX指示燈不亮則將室內光電轉換器及室外通信控制模塊斷電重啟，若重啟后光纖收發指示燈閃爍則光電轉換器正常，需檢查光纖是否斷裂損壞；若為閃爍，則光電轉換模塊損壞。

故障2：SMO軟件上單個采集要素沒有數據可以交換通訊控制模塊，查看是否有數據，若仍然無數據證明非該通訊控制模塊故障，可能是單個要素故障。有數據證明單個通訊控制模塊故障，需更換通訊控制模塊。SOM上所有要素沒有數據，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，設備正常狀態下有數據接收則兩燈閃爍。各指示燈正常而仍然沒有數據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的集成程度、可擴展性能、穩定性、減少布線和觀測數據的利用效率等優點顯而易見。但在運行過程中的故障也時有發生：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部結構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，為業務工作人員在日后設備運行中可能出現的問題找到解決思路和方法。

本文來源：《企業科技與發展》：http://www.007hgw.com/w/qk/21223.html