浅谈串口服务器在自动气象站中的应用
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摘要：通过串口服务器，可以将RS-232、RS-485、RS-422转换成 TCP/IP 网络接口，进而实现透明的数据传输，同时还保证传统串口设备具备了TCP/IP网络功能。本文首先简要概况了串口服务器，接着分析了串口服务器在自动气象站中的应用，最后给出了新型自动气象站串口服务器的相关操作，仅供相关部门进行参考借鉴。
关键词：串口服务器 ；自动气象站；应用；操作
引言
近些年来，随着气象改革的快速推进，气象业务发生了翻天覆地的变化，气象部门从原来一套自动气象站为主，逐渐转变为以一套自动气象站为辅，一套自动站作为备份设备运行，以新型自动气象站运行为主的发展模式。新型自动气象站的重要组成部分分为外围设备、传感器、采集器及外部总线。因具有操作简单、易于维护和拓展且观测精度方面的优势，基本可以满足当前或者是未来各级气象台站的气象业务观测需求，在我国自动气象站发展历程中占据重要地位。虽然新型自动气象站在收集、分析、储存气象数据方面比第一代气象站有着较高的进步，但是，其各个元件也会在运行中产生故障，尤其是串口服务器故障分析及其IP地址设置是工作人员最为头疼的问题。实际上，可以将串口服务器看做是网络通讯接口转换设备，可将常见的串口转换成 TCP/IP 网络接口，进而实现这些串口与TCP/IP 网络接口间的双向数据传输。可将常规串口设备具备TCP/IP网络接口功能，进而实现网络数据通讯的目的。
1.串口服务器概况
1.1串口服务器介绍
通常情况下，借助于串口服务器中的串口转网络功能，可以将RS-232、RS-485、RS-422转换成 TCP/IP 网络接口，进而实现这些串口与TCP/IP 网络接口间的双向数据传输，此时的串口设备也具备了TCP/IP 网络接口的相关功能，将其与网络连接后就能实现数据通信，在一定程度上扩展了串口设备之间的通信距离。
1.2新型自动气象站串口服务器应用现状
自2013年起，中国气象局开始将8路串口服务器应用到DZZ4、DZZ5新型自动气象站中，可借助于一根光纤实现值班室与观测场之间的通讯，此时的串口服务器主要在观测场内安装；而串口服务器均未在其它类型的新型自动气象站中进行安装，在实现通讯的过程中仍旧沿用传统的RS-232通讯方式。
2、串口服务器在自动气象站中的应用
2.1将传统的 RS-232/422/485 设备立即联网
在串口服务器的作用下，可实现传统RS-232/422/485设备不具备的联网功能。串口设备联网服务器就相当于由实时操作系统、CPU、TCP/IP 协议组成的微型电脑，在传输数据时可直接通过串口和网络设备。不管身在何处，将串口服务器与网络进行连接，再配备计算机就可实现数据的存取、管理和远程配置。以POS机、ATM机、键盘、读卡机、交换机、加油机、测试仪表等具备串行接口的电气设备为例，将其与以太网进行连接，可通过网络实现管理和远程控制的功能。
2.2串口数据流传输
在串口服务器的帮助下，实现了TCP/IP串口数据流传输，在连接多个串口设备后，可选择和处理串口数据流，将RS232接口的相关数据朝着IP端口的数据进行转化，之后实现IP化的管理和数据存取，在IP通道中可送入传统串行数据，原有的设备淘汰时间则可往后延迟，在一定程度上增强了设备的利用率，同时还节约了资金，可在现有网络基础上对布线的复杂度进行简化。串口服务器主要完成的是面向连接的RS-232链路和面向无连接以太网间的通讯数据存储控制，系统可处理多种类型的数据，同时还能对串口设备中的串口数据流进行处理，随后开展格式转化，将其转化为在以太网中进行传播的数据帧；通过认真判断来自以太网的数据帧，可将其转化为串行数据后传输到响应的串口设备上。
2.3数据透明传输
通过串口服务器，可以将RS-232、RS-485、RS-422转换成 TCP/IP 网络接口，进而实现透明的数据传输，同时还保证串口设备具备了TCP/IP网络功能。在串口服务器的作用下，可向下提供标准化的RS-232、RS-485、RS-422串行口，向上提供10/100M的以太网接口，在设置通讯参数的过程中可选择多种方式。串口服务器可在测量仪表、LED信息显示设备、工业自动化中等进行应用。
3、新型自动气象站串口服务器的相关操作
3.1快速正确配置串口服务器
①對于室外的串口服务器来说，其IP地址是独立的，可将其看做是台站业务计算机，出厂时有默认的IP地址；②选择双水晶头网线连接计算机与室内通信模块的网口；③更改计算机IP地址，并设置正确的子网掩码和网关；④将SMOPORTVirtualCom 软件打开，并将其与通信控制模块连接起来，通信控制模块IP地址与出厂默认地址类似；会提示用户输入正确的用户名和密码，若能正确连接则说明设备可以正常工作。
3.2更改串口服务器IP
①应始终确保室内通信模块与计算机进行连接，设备连接完成后，用鼠标点击设备网络信息模块，对串口服务器的IP地址进行设置；②在连通之后将串口服务器的IP地址更改为台站网段，但应保证不与台站内的业务计算机IP地址发生冲突，更改子网掩码和网关，在设置完成后，将自动断开连接；③更改计算机中的IP地址，禁止与台站内其他计算机和串口服务器IP发生冲突，更改子网掩码和网关，之后重新启动服务器；④选择SMOPORTVirtualCom 软件，通信控制模块中的IP地址是设置好的新IP，此时可连接成功；⑤将台站内业务交换机分别与室内通信模块和计算机进行连接，设置SMO软件通信为COM11。
3.3重启计算机服务
①点击开始选项，在“搜索程序和文件”框内输入dcomcnfg；②搜索comtonet和nettocom，确认启动并重新启动。若缺少重新启动选项可对计算机进行重启，在更改完IP地址后续做好服务器的重启工作。
3.4初始化串口服务器
①在串口服务器Default口插入一个曲别针并用手摁住；②若L1灯、L7灯分别闪一下，之后两灯同时闪烁，说明初始化串口服务器成功，此时就能将摁住曲别针的手松开；③串口服务器初始化操作完成后可进行配置串口服务器操作。
结论：
综上所述，网络技术的快速发展，网络化的数据传输已成为必然趋势，将传统通信改为网络通信在一定程度上增加了数据传输距离，利用辅助软件的实时监测可确保新型自动气象站正常运行，有效提升了气象在防灾、减灾等领域的服务水平。
参考文献
[1]沈龙喜，陈英俊，胡浩.共享串口服务器在地面气象观测无人化改革中的应用[J].现代农业，2018（10）.
[2]吕抒航. 综合集成硬件控制器在气象数据通信传输中的应用[J].气象研究与应用[J].2017，38（1）.
作者简介：贠海霞（1990-），女，汉族，甘肃省天水市秦安县人，本科学历，助理工程师，从事综合观测工作。
（作者单位：新疆克州气象局）
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