《區域自動氣象站觀測數據無線傳輸技術規范》征求意見

　　【儀表網 儀表文件】根據《安徽省市場監督管理局關于下達2020年第二批安徽省地方標準制修訂計劃的通知》(皖市監函〔2020〕341號)，由安徽省大氣探測技術保障中心主持起草的地方標準《區域自動氣象站觀測數據無線傳輸技術規范》現已完成征求意見稿，進入征求意見階段。按照《安徽省地方標準管理辦法》(皖市監發〔2019〕10號)、《地方標準制修訂工作指南》的有關規定，現公開征求意見。
 

　　區域自動氣象站布設在野外，無人值守，數據采用無線傳輸，實時匯集到安徽省氣象局信息中心機房的數據接收服務器。由于安徽省尚無相關氣象數據無線傳輸技術標準，不同時期，不同地市，不同廠家建設的區域自動氣象站站，傳輸協議、數據格式不統一，導致數據匯聚、上傳流程復雜、效率低，并且出現傳輸異常時，排除難度大。因此有必要制定區域自動氣象站觀測數據無線傳輸技術規范，對安徽省后續建設的區域氣象自動站數據傳輸協議及報文格式進行統一規范。
 

　　截止2020年，安徽省已建成由單雨站、單能見度站、四要素自動氣象站、六要素自動氣象及部分專業氣象觀測站等共計3000余套區域站組成的區域自動氣象監測站網。區域自動氣象站觀測資料為提高我省氣象監測預報預警能力提供了有力的基礎支撐，在氣象防災減災、保障人民生命財產安全方面發揮了重要作用。本技術規范可實現我省多型號、多廠家、多數據格式氣象觀測設備的觀測數據統一規范傳輸，通過優化數據匯聚、上傳流程，提高觀測數據傳輸和傳輸異常排查效率。
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。參考GB/T 33703-2017 自動氣象站觀測規范；QX/T 465-2018 區域自動氣象站維護技術規范技術文件編制而成。本標準規定了采用無線通訊方式的區域自動氣象站與數據接收服務器之間的交互命令、觀測數據的格式及通訊流程。
 

　　本標準章節由：范圍、規范性引用文件、術語和定義、通訊方案、交互命令和數據格式組成。其中“通訊方案”、“交互指令”和“數據幀格式”是本標準的主要技術內容。
 

　　總體要求：
 

　　1.網絡結構
 

　　整體結構由區域自動氣象站、運營商提供的公共網絡、氣象局內網以及數據接收服務器構成。區域自動氣象站根據設定的公網地址與端口，將觀測數據通過運營商提供的無線及有線網絡發送至氣象局內網的接收服務器。
 

　　2.網絡層協議
 

　　區域自動氣象站與接收服務器之間在網絡層協議使用UDP通訊協議。(注：從資源和時效兩方面考慮，統一使用UDP協議。)
 

　　3.硬件結構
 

　　區域自動氣象站由氣象要素傳感器、數據采集器與通訊單元構成。傳感器和數據采集器負責氣象數據的觀測與收集，并生成數據報文交付通訊單元。通訊單元不進行任何的報文解析、加工及格式轉化，僅根據設定的IP與端口，完成數據傳輸功能，實現數據采集器與接收服務器的透明交互。數據采集器與通訊單元使用RS232接口通訊，交互參數為波特率：9600，奇偶校驗位：n，數據位：8，停止位：1。(注：規定通訊單元為透明傳輸，對硬件接口和通訊參數進行統一，提高設備的通用性。)
 

　　4.傳輸流程
 

　　數據采集器在每分鐘第十秒之前完成當前分數數據報文編碼，并于第十秒通過通訊單元主動與接收服務器發起交互，獲得傳輸許可后，便開始進行當前時間數據報文傳輸及響應服務器反饋的各項要求，如校時、補報等。采集器在每一次發送數據報文15秒內接收到中心站的應答，則表示發送成功，采集器進入自動補發狀態，將過去未能成功發送的數據報文一一補報(注：補報優先整點數據，發送順序由近到遠)。如果在15秒內采集器沒有接收到中心站的應答，采集器將再次發送相同的數據報文直至發送成功。如果在當前分鐘始終未能收到中心站的回應，則將標記這一時次數據報文發送失敗，待以后自動補發。
 

　　接收服務器時刻處于監聽狀態，當收到采集器交互請求時，根據當前狀態確認是否同意報文上傳。并時刻對每個來自采集器的數據報文返回確認指令，該指令除表示當前報文已被接收以外還可附帶校時、補報等請求。(注：由于使用UDP通訊協議，傳輸流程的發起全部由采集器端開始，接收服務器的數據需求通過回執的方式遞交給采集器端。)
 

　　交互指令：
 

　　數據采集器與接收服務器之間傳輸的數據包括交互指令與數據報文，數據報文用于傳輸氣象觀測要素信息，交互指令則用于控制通訊流程與發送請求。
 

　　本段共定義了8種交互指令：傳輸請求指令、請求允許指令、請求拒絕指令、常規數據報文確認指令、終止補報指令、校時指令、正點數據補報指令、分鐘數據補報指令。
 

　　數據幀結構：
 

　　數據幀采用ASCII字符(8bit)，由五個部分構成，由英文半角空格分割：1)幀頭：AHQX。2)區站號：由大寫字母或數字表示，如 I1234。3)氣象要素數據段：包括觀測時間、觀測數據索引、觀測數據、質量控制標志四個部分。4)校驗碼：采用數據報文中校驗碼位之前所有ASCII碼(包含質量控制標志與校驗碼之間的空格)的CRC16校驗方式，以4個字節大寫ASCII碼表示，高位在前，低位在后。查詢表格見附錄。5)結束符：回車換行，即#0DH#0AH。