氣象站觀測場內WIFI熱點的組建方法

唐 坤,曹 艷,李建宇

(1.湖南省氣象技術裝備中心,湖南 長沙 410007;2.湖南省婁底雙峰縣氣象局,湖南 婁底 417700)

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氣象站觀測場內WIFI熱點的組建方法

唐 坤1,曹 艷2,李建宇1

(1.湖南省氣象技術裝備中心,湖南 長沙 410007;2.湖南省婁底雙峰縣氣象局,湖南 婁底 417700)

目前，新型自動氣象站從室外觀測場到室內業務電腦之間的數據傳輸方式是光纖通信。若利用光電轉換技術，無需任何基建施工，通過簡單的網絡硬件增添與相應設置，就可以實現觀測場內高速WIFI熱點覆蓋。觀測場若有了高速WIFI無線網絡，將很好地支撐現場視頻語音維修指導，對于裝備保障工作意義重大。

新型自動氣象站；wifi熱點；光電轉換

1 引言

隨著新型自動氣象站快速廣泛的建設，觀測場內的自動氣象設備越來越多，故障率也隨之升高，而設備故障維修最關鍵的就是要保證時效性。過去，湖南裝備保障工作中遠程指導基本以電話和基于手機網絡的文本或語音為主。電話指導有相當大的溝通局限性，手機網絡指導則因流量有限或網速等問題導致效果非常不好。層層環節的時間耗費造成了保障工作無法高效運行。高速WIFI熱點的生成，可以將手機等移動網絡端很好地應用在觀測場內的設備保障工作中。與故障設備現場的同志采用實時視頻語音的指導方式，能很快地定位故障原因，并解決故障。

目前湖南省共有觀測站點97個。在故障率比較高的站點，本文中所提到的WIFI搭建方法已經得到了推廣應用，并且在過去的汛期保障工作中發揮了巨大的作用。

2 WIFI搭建系統的結構與原理

如圖1所示，光電轉換器是專門應用在以太網電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的網絡環境中。氣象站值班室是具備高速網絡環境的，值班室業務電腦到觀測場自動站設備的數據傳輸均采用光纖通信。搭建觀測場WIFI熱點，只需要在值班室端增加一臺光纖轉換器，此光纖轉換器的RJ45網絡端口連接到值班室的局域網交換機上，光纖接口通過現有的數據傳輸光纖后連接到觀測場端的另一個光纖轉換器。這樣就利用了現有的數據傳輸線路，將室內的高速網絡引入觀測場。然后把觀測場端的光纖轉換器上的RJ45網絡接口連接到小型無線路由器的WAN口上，由此便可將有線高速網絡變成無線WIFI熱點。光纖轉輸距離遠，以目前的觀測場到值班室之間距離肯定符合傳輸距離上的要求。這樣的改造無需任何基建改造，成本極低。

3 WIFI搭建系統所需要的硬件設備

只要增加兩個ST接口的光電轉換器，一個無線路由器便可完成熱點WIFI生成的系統搭建。新型自動站采用的是光纖傳輸，傳輸的光纖共有6芯，目前在日常數據傳輸中只使用了2芯，其它4芯均為業務備份。

在WIFI搭建中只要用到傳輸光纖其中的2芯。改造成功的結果就是其中2芯做為自動站業務傳輸使用，再2芯做為WIFI搭建使用，最后剩余的2芯做為業務數據備份線路。對于現有業務運行和數據傳輸備份都沒有產生影響。

4 WIFI搭建系統的具體操作方法

4.1 值班室內的搭建方法

將準備好的其中1個光電轉換模塊放在室內業務電腦主機附近，RJ45網絡口插入獨立的網線。此網線是從臺站網絡交換機上引出來的，具有獨立的IP。使用測試筆記本連上此網線通過相應的IP設置能進行互聯網的訪問，測試結果表明所配的IP可用。將備份用的4根自動站傳輸光纖任選2根標記好，1根光纖接光電轉換模塊TX端，另1根光纖接RX端，然后將光電轉模塊通上電。這樣我們就完成了室內的接線與設置。

圖1 整體結構框架Fig.1 Overall framework

4.2 觀測場內的搭建方法

將另1個光電轉換模塊放在新型自動站主采的機箱內，把室內連接TX的那根光纖接入室外光電轉換模塊的RX端口，連接室內TX端口的光纖接入室外轉換模塊的RX端口。然后將室外光電轉換器的RJ45網絡端口用一根網線連接無線路由器的WAN端口。無線路由器同樣也是擺放在室外的主采集器機箱內。

完成好線路連接后，接上光電轉換器與無線路由器的電源。此時兩端的光電轉換器網口100M指示燈綠燈頻閃，證明當前光纖線路兩端之間的通信正常。此時無線路由生成的WIFI熱點網絡也已經可以用測試手機或筆記本搜索的到。但此時是無法上網的，因為截止到目前只是完成了線路的連接，讓測試設備上網還需要進一步的網絡IP設置。

5 無線路由器的設置方法

在觀測場內用測試筆記本連上無線路由器生成的WIFI熱點，輸入“192.168.1.1”登入無線路由器的主界面。在主界面中我們選擇網絡設置中的WAN口設置，選擇靜態網絡地址。將之前已經測試成功的獨立IP輸入，然后填好相應的子網掩碼、網關、DNS等信息。點擊保存后，重啟無線路由器。

此時已經完成了相應的網絡設置，接著用測試筆記本或手機再次連接WIFI熱點便可以瀏覽互聯網的網頁，證明設置和通訊都是正常的。

6 網絡信號強度與網速測試

湖南的觀測站目前都是采用電信10 Mbps專線網絡傳輸，值班室的互聯網速率可以達1 M/S。利用手機與筆記本分別在室內與室外進行網絡強度與網絡速度的測試。在觀測室內的網絡下載速度為1 MB/S。在觀測場里選取2個點，第1個點是在觀測場內自動站主采機箱旁1 m，第2個點是在觀測場內距離機箱最遠的西南角淺層地溫場，距離大概30 m。多次測試的平均數據如表1所示，可以看到實測網速值都足以滿足業務要求。

表1 WIFI熱點信號強度測試比較

7 結束語

WIFI熱點的搭建原理方法簡單，其改造成本也非常低。在未來的幾年內，湖南氣象裝備將在所有的氣象觀測站部署WIFI熱點。觀測場高速WIFI的生成有利于現有裝備保障業務工作的開展，對于未來的無線智能觀測場數據傳輸及實時遠程網絡監控、探測環境保護等其它地面裝備業務也有很好的支撐。

[1] 中國氣象局[編].地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社, 2003.

[2] 鄔寬明編著.CAN總線原理和應用系統設計[M].北京：北京航空航天大學出版社, 1996.

[3] 王娟,郭家奇,劉微.WIFI技術的深入探討與研究[J].價值工程，2011,30(6):91-92.

[4] 朱長樂,王景權,董炳瑞.ISOS業務軟件的監控系統設計[J].貴州氣象,2016,40(3):75-77.

[5]李翠翠,周楓,楊亭.基于Web的溫度表檢定系統的設計與實現[J].貴州氣象,2015,39(3):51-55.

Weather observation field WIFI hotspot formation method

TANG Kun1，CAO Yan2，LI Jianyu1

(1.Hunan Meteorological Technology and Equipment Center, Changsha 410007, China;2.Meteorological Bureau of Shuangfeng County, Loudi City, Loudi 417700, China)

Currently, the data transmission of the new automatic weather observation from the outdoor field to the indoor business computer adopts optical fiber communication. If the photovoltaic technology is used, without any infrastructure construction, by simply adding network hardware and set accordingly, high-speed WIFI hotspot field observations can be achieved. If observation field provides high-speed WIFI wireless network, good support will be provided to live video voice guide service, it is of great significance for the equipment support work.

automatic weather stations; WIFI hotspots; observation site

1003-6598(2016)04-0073-03

2016-05-23

唐坤(1985—)，男，工程師，主要從事自動站設備保障工作，E-mail:kunkun271@qq.com。

TN926.+24

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