一种用于测试诊断气象观测设备的维修平台及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气象观测设备的测试诊断维修，特别是涉及一种用于测试诊断气象观测设备的维修平台及方法。
【背景技术】
[0002]随着气象行业自动化观测的快速发展，面对日益增长的业务服务需要，地面气象观测系统的数量和类型有了新的变化，在气象装备保障方面的问题也日趋突出。主要表现为:地面气象观测系统设备类型多，同类设备型号多，故障检测仪器和检测标准不统一，难以适应保障标准化的要求；装备检测、维修以经验为主；自动化程度低，难以满足快速保障的要求。面对新的更高的业务需求，亟需解决地面气象观测装备测试维修的标准化、自动化问题。
[0003]目前，国内对地面气象观测设备并没有能实现自动测试、故障诊断等功能的其他产品，省级气象观测设备测试维修平台(以下简称维修平台)就是为了解决这一问题而设计开发的。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术状况，本发明研发一种用于测试诊断气象观测设备的维修平台及方法。维修平台是以虚拟仪器技术为基础，结合嵌入式软件技术，使用Labview图形化编程工具，定制设计出一套具备自动化测试、故障诊断等一系列测试功能的系统。该系统在气象行业的广泛应用，将大幅度的提高气象行业的自动化检测及保障水平。
[0005]本发明采取的技术方案是:一种用于测试诊断气象观测设备的维修平台，其特征在于:该维修平台包括测试区、维修区和办公区；其中的测试区包括模拟信号源、PXI系统主机、标准风速风向发生装置、传感器信号采集板、PXI系统显示器和数据库服务器；其中的数据库服务器通过网线与PXI系统主机连接，模拟信号源采用微处理器MCU1，传感器信号采集板采用微处理器MCU2，微处理器MCUl、微处理器MCU2以及标准风速风向发生装置分别通过RS232接口与PXI系统主机连接；标准风速风向发生装置连接待测风速/风向传感器，微处理器MCUl、微处理器MCU2通过RS232接口分别连接触摸屏A、触摸屏B，微处理器MCUl连接若干个模拟信号输出电路，若干个模拟信号输出电路连接待测采集器，待测采集器通过RS232接口与PXI系统主机连接；微处理器MCU2连接若干个检测电路，若干个检测电路分别对应连接若干个待测传感器，微处理器MCU2还连接标准温度电路、标准湿度电路和标准气压电路，标准温度电路、标准湿度电路和标准气压电路分别对应连接标准温度传感器、标准湿度传感器和标准气压传感器。
[0006]—种用于测试诊断气象观测设备的维修平台的方法，其特征在于，该方法有如下操作步骤:
步骤一.首先测试人员拿到待测设备需要在PXI系统主机主控软件上进行设备录入，将设备的基本信息录入到系统中，系统将根据设备信息自动形成唯一的工单号，该工单号作为所有维修记录唯一的设备标识。
[0007]步骤二.待测设备信息录入之后，系统从数据库服务器匹配相应的接线图，并在PXI系统显示器上显示，指导测试人员接线；若待测设备是采集器，则调出相应的工装接口板的图片，指导测试人员接线；若待测设备是传感器，则调出待测传感器的接线图，指导用户将待测传感器接入传感器信号采集器板对应的要素接口。
[0008]步骤三.待测设备连接完成之后，软件系统根据录入设备的不同自动跳转到相应的测试界面，然后根据需要对模拟信号源和传感器信号采集板进行输出和输入的配置，或者加载历史的配置参数。
[0009]步骤四.模拟信号源与传感器信号采集板配置完成之后，根据需要选择测试类另U，进行相应测试。
[0010]步骤五.测试完成后，系统自动形成测试报告。
[0011]步骤六.根据测试报告中反应的问题，在系统的故障库中进行查询，系统根据查询和关键字的相关程度进行排序并显示。
[0012]步骤七.测试人员通过点击故障案例对应的诊断步骤依次排查设备故障点，直到找到故障所在；需要维修的设备转到维修区进行故障部件的更换，确定无法修复的设备做返厂或者报废处理，并将待测设备处理信息存入系统数据库。
[0013]步骤八.测试完成后，转到办公区进行测试、维修报告打印和资料归档。
[0014]本发明设计原则为:本着用户做最少的操作以实现待测设备的测试，并且自动形成相应的测试记录、维修记录，并进行故障分析的原则进行设计的。
[0015]本发明的特点及产生的有益效果是:本设计具有通用性，可兼容各种型号的自动气象站、自动土壤水分仪、闪电定位系统、能见度仪、称重式降水的测试维修。本设计具有可扩展性，可通过添加测试方法、设备通信协议和数据格式、资料库、专家经验库形式实现系统功能的扩展。模拟信号源、传感器信号采集板预留了多个接口，可以实现温度、湿度、雨量、风速、风向、气压、土壤湿度、能见度以及新的传感器类型接入本系统。各部件具有独立性特点。主控软件维修指导功能不依赖硬件平台可以独立运行，为现场维修提供技术指导；模拟信号源、标准风速风向发生装置、传感器信号采集板不依赖主控软件可独立运行，以实现采集器、传感器的测试。
[0016]本发明实现了不同型号采集器、传感器通过工装接口板接入系统，使用户在测试不同的设备时，只需要更换工装接口板，大幅度降低了接线失误的概率。只需要一次录入就实现了设备基本信息的记录，同时实现了维修记录、数据库记录的唯一性，便于日后查询、归纳；同时还能根据录入信息自动匹配相应的接线图。专家经验库收录了目前所有能收集到的设备的故障信息和处理方法，并且允许用户根据自己掌握的设备维修处理经验在数据库中进行添加，实现了专家经验库的自增长。用户的分级管理允许不同的用户通过注册登录系统，具有管理员权限的可以对其他用户和专家经验库进行编辑，普通用户只具备测试、查询的功能，不允许编辑，保证了系统专家经验库的稳定性。系统收录了所有能收集到的被测设备的使用手册，在测试过程中，用户可以随时查阅，节省了资料的打印和查找时间。
【附图说明】
[0017]图1为本发明整体结构布置示意图: 图2为图1中测试区的放大图；
图3为测试区电连接原理框图；
图4为本发明工装接口板的外形图；
图5为本发明维修诊断功能框图；
图6为本发明操作流程示意图；
图7为本发明采集器测试流程图；
图8为本发明传感器测试流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明作进一步说明:
参照图1、图2和图3，一种用于测试诊断气象观测设备的维修平台包括测试区2、维修区3和办公区4 ;其中的测试区2包括模拟信号源201、PXI系统主机202、标准风速风向发生装置203、传感器信号采集板204、PXI系统显示器205和数据库服务器206 ;其中的数据库服务器206通过网线与PXI系统主机202连接，模拟信号源201采用微处理器MCUl，传感器信号采集板204采用微处理器MCU2，微处理器MCU1、微处理器MCU2以及标准风速风向发生装置203分别通过RS232接口与PXI系统主机202连接；标准风速风向发生装置203连接待测风速/风向传感器，微处理器MCUl、微处理器MCU2通过RS232接口分别连接触摸屏A、触摸屏B，微处理器MCUl连接若干个模拟信号输出电路，若干个模拟信号输出电路连接待测采集器208，待测采集器208通过RS232接口与PXI系统主机202连接；微处理器MCU2连接若干个检测电路，若干个检测电路分别对应连接若干个待测传感器，微处理器MCU2还连接标准温度电路、标准湿度电路和标准气压电路，标准温度电路、标准湿度电路和标准气压电路分别对应连接标准温度传感器、标准湿度传感器和标准气压传感器。
[0019]参照图1和图2，测试区2的PXI系统显示器205固定在万向支架209上，当被测设备用小车I送入维修区3进行维修诊断时，使用万向支架209用于对PXI系统显示器205进行上、下、左、右的调整，可以很好的适应测试人员的使用习惯。
[0020]按照测试流程，维修平台设计了三个功能区，分别为测试区2、维修区3和办公区4，另外维修平台还包括一个用于放置被测设备可移动的小车I (见图1)，用以实现待测设备在各个功能区的传递。这样设计的好处是将测试、维修、办公区需要的设备和仪器按照功能空间分离，使测试维修流程更加清晰，便于实施，也能很大程度上避免了桌面的混乱。
[0021]参照图3，PXI系统主机202是整个维修平台的核心，肩负着和模拟信号源201、标准风速风向发生装置203、传感器信号采集板204和待测采集器208的控制。模拟信号源201和传感器信号采集板204采用相同的外部结构实现，由PXI系统主机202的主控软件实现对这两部分的MCU进行数据交互，MCU的数据会实时更新到触摸屏上，同时也可接受触摸屏的控制指令。模拟信号源201的MCUl负责控制各种类型传感器模拟信号的切换和输出，从而接入待测采集器实现采集器测试功能；传感器信号采集板204的MCU2则负责采集接入到系统中的待测传感器的信号，然后传送给触摸屏B和主控软件实现同步。同时传感器信号采集板204也将标准温、湿、压传感器接入到系统中，作为温、湿、压三个要素的标准值。模拟信号源201可以同时输出温度、湿度、气压、湿度、风速、风向、辐射、蒸发、能见度、称重降水、土壤水分传感器的模拟信号；同时传感器信号采集板204也可以采集温度、湿度、气压、湿度、风速、风向、辐射、蒸发、能见度、称重降水、土壤水分传感器的输入信号。
[0022]标准风速风向发生装置203采用公知的风速风向校验仪实现标准风速风向信号的产生，带动待测风速/风向传感器进行转动，将待测风速/风向传感器接入传感器信号采集板204，由PXI系统主机202的主控软件实现采集处理。
[0023]参照图4，维修平台还包括工装接口板207，模拟信号源201的若干个模拟信号输出电路的输出信号通过工装接口板207的待测采集器适配端子与待测采集器208连接。测试系统可以模拟各种气象要素的模拟信号，但是，测试过程当中，每种采集器的接口形式都不相同，接线繁琐，无法满足对测试诊断效率和准确性的要求。工装接口板207就是为了解决这一问题而设计制作的。工装接口板207内部有一个电路板，可以将模拟信号源输出的温度、湿度、风速、风向、气压、湿度等多种模拟信号通过排线输入到电路板当中，电路板将各种要素的模拟信号分离为独立的接口，通过线缆引出到壳外，然后根据待测采集器的要求，配备相应的接线端子，从而实现将模拟源模拟信号