《區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)規(guī)范》征求意見

　　【儀表網(wǎng) 儀表文件】根據(jù)《安徽省市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于下達(dá)2020年第二批安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》(皖市監(jiān)函〔2020〕341號(hào))，由安徽省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心主持起草的地方標(biāo)準(zhǔn)《區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)規(guī)范》現(xiàn)已完成征求意見稿，進(jìn)入征求意見階段。按照《安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》(皖市監(jiān)發(fā)〔2019〕10號(hào))、《地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作指南》的有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　區(qū)域自動(dòng)氣象站布設(shè)在野外，無(wú)人值守，數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸，實(shí)時(shí)匯集到安徽省氣象局信息中心機(jī)房的數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。由于安徽省尚無(wú)相關(guān)氣象數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不同時(shí)期，不同地市，不同廠家建設(shè)的區(qū)域自動(dòng)氣象站站，傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)匯聚、上傳流程復(fù)雜、效率低，并且出現(xiàn)傳輸異常時(shí)，排除難度大。因此有必要制定區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)規(guī)范，對(duì)安徽省后續(xù)建設(shè)的區(qū)域氣象自動(dòng)站數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及報(bào)文格式進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。
 

　　截止2020年，安徽省已建成由單雨站、單能見度站、四要素自動(dòng)氣象站、六要素自動(dòng)氣象及部分專業(yè)氣象觀測(cè)站等共計(jì)3000余套區(qū)域站組成的區(qū)域自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站網(wǎng)。區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料為提高我省氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力提供了有力的基礎(chǔ)支撐，在氣象防災(zāi)減災(zāi)、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮了重要作用。本技術(shù)規(guī)范可實(shí)現(xiàn)我省多型號(hào)、多廠家、多數(shù)據(jù)格式氣象觀測(cè)設(shè)備的觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范傳輸，通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)匯聚、上傳流程，提高觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸和傳輸異常排查效率。
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考GB/T 33703-2017 自動(dòng)氣象站觀測(cè)規(guī)范；QX/T 465-2018 區(qū)域自動(dòng)氣象站維護(hù)技術(shù)規(guī)范技術(shù)文件編制而成。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用無(wú)線通訊方式的區(qū)域自動(dòng)氣象站與數(shù)據(jù)接收服務(wù)器之間的交互命令、觀測(cè)數(shù)據(jù)的格式及通訊流程。
 

　　本標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)由：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、通訊方案、交互命令和數(shù)據(jù)格式組成。其中“通訊方案”、“交互指令”和“數(shù)據(jù)幀格式”是本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容。
 

　　總體要求：
 

　　1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
 

　　整體結(jié)構(gòu)由區(qū)域自動(dòng)氣象站、運(yùn)營(yíng)商提供的公共網(wǎng)絡(luò)、氣象局內(nèi)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)接收服務(wù)器構(gòu)成。區(qū)域自動(dòng)氣象站根據(jù)設(shè)定的公網(wǎng)地址與端口，將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線及有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至氣象局內(nèi)網(wǎng)的接收服務(wù)器。
 

　　2.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議
 

　　區(qū)域自動(dòng)氣象站與接收服務(wù)器之間在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議使用UDP通訊協(xié)議。(注：從資源和時(shí)效兩方面考慮，統(tǒng)一使用UDP協(xié)議。)
 

　　3.硬件結(jié)構(gòu)
 

　　區(qū)域自動(dòng)氣象站由氣象要素傳感器、數(shù)據(jù)采集器與通訊單元構(gòu)成。傳感器和數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)氣象數(shù)據(jù)的觀測(cè)與收集，并生成數(shù)據(jù)報(bào)文交付通訊單元。通訊單元不進(jìn)行任何的報(bào)文解析、加工及格式轉(zhuǎn)化，僅根據(jù)設(shè)定的IP與端口，完成數(shù)據(jù)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器與接收服務(wù)器的透明交互。數(shù)據(jù)采集器與通訊單元使用RS232接口通訊，交互參數(shù)為波特率：9600，奇偶校驗(yàn)位：n，數(shù)據(jù)位：8，停止位：1。(注：規(guī)定通訊單元為透明傳輸，對(duì)硬件接口和通訊參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一，提高設(shè)備的通用性。)
 

　　4.傳輸流程
 

　　數(shù)據(jù)采集器在每分鐘第十秒之前完成當(dāng)前分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)報(bào)文編碼，并于第十秒通過(guò)通訊單元主動(dòng)與接收服務(wù)器發(fā)起交互，獲得傳輸許可后，便開始進(jìn)行當(dāng)前時(shí)間數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸及響應(yīng)服務(wù)器反饋的各項(xiàng)要求，如校時(shí)、補(bǔ)報(bào)等。采集器在每一次發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文15秒內(nèi)接收到中心站的應(yīng)答，則表示發(fā)送成功，采集器進(jìn)入自動(dòng)補(bǔ)發(fā)狀態(tài)，將過(guò)去未能成功發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文一一補(bǔ)報(bào)(注：補(bǔ)報(bào)優(yōu)先整點(diǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)送順序由近到遠(yuǎn))。如果在15秒內(nèi)采集器沒有接收到中心站的應(yīng)答，采集器將再次發(fā)送相同的數(shù)據(jù)報(bào)文直至發(fā)送成功。如果在當(dāng)前分鐘始終未能收到中心站的回應(yīng)，則將標(biāo)記這一時(shí)次數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送失敗，待以后自動(dòng)補(bǔ)發(fā)。
 

　　接收服務(wù)器時(shí)刻處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)收到采集器交互請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)確認(rèn)是否同意報(bào)文上傳。并時(shí)刻對(duì)每個(gè)來(lái)自采集器的數(shù)據(jù)報(bào)文返回確認(rèn)指令，該指令除表示當(dāng)前報(bào)文已被接收以外還可附帶校時(shí)、補(bǔ)報(bào)等請(qǐng)求。(注：由于使用UDP通訊協(xié)議，傳輸流程的發(fā)起全部由采集器端開始，接收服務(wù)器的數(shù)據(jù)需求通過(guò)回執(zhí)的方式遞交給采集器端。)
 

　　交互指令：
 

　　數(shù)據(jù)采集器與接收服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括交互指令與數(shù)據(jù)報(bào)文，數(shù)據(jù)報(bào)文用于傳輸氣象觀測(cè)要素信息，交互指令則用于控制通訊流程與發(fā)送請(qǐng)求。
 

　　本段共定義了8種交互指令：傳輸請(qǐng)求指令、請(qǐng)求允許指令、請(qǐng)求拒絕指令、常規(guī)數(shù)據(jù)報(bào)文確認(rèn)指令、終止補(bǔ)報(bào)指令、校時(shí)指令、正點(diǎn)數(shù)據(jù)補(bǔ)報(bào)指令、分鐘數(shù)據(jù)補(bǔ)報(bào)指令。
 

　　數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)：
 

　　數(shù)據(jù)幀采用ASCII字符(8bit)，由五個(gè)部分構(gòu)成，由英文半角空格分割：1)幀頭：AHQX。2)區(qū)站號(hào)：由大寫字母或數(shù)字表示，如 I1234。3)氣象要素?cái)?shù)據(jù)段：包括觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)數(shù)據(jù)索引、觀測(cè)數(shù)據(jù)、質(zhì)量控制標(biāo)志四個(gè)部分。4)校驗(yàn)碼：采用數(shù)據(jù)報(bào)文中校驗(yàn)碼位之前所有ASCII碼(包含質(zhì)量控制標(biāo)志與校驗(yàn)碼之間的空格)的CRC16校驗(yàn)方式，以4個(gè)字節(jié)大寫ASCII碼表示，高位在前，低位在后。查詢表格見附錄。5)結(jié)束符：回車換行，即#0DH#0AH。