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[摘 要]目的 近年来，陆续安装建设了多套无人值守自动气象站。为更好使用这些自动气象站，如何监控、维护好这些现代化气象设备便成了首要任务。[方法]以自动气象站为主要的研究对象，在深入分析以C/S为架构的监控系统的基础上，利用现阶段较为广泛的B/S架构，对无人自动气象站的监控系统进行了总体设计，建设基于Web的运行平台，来解决无人值守自动气象站的管理、监控等问题。[结果]通过该系统的开发和建设，将有效地监管无人自动气象站网络和气象观测数据，使得自动气象站的维护工作更加高效、操作简单，手段多样化。[结论]可以最大限度保证无人自动气象站的稳定运行，减轻技术保障人员工作压力。
[关键词]无人自动气象站 监控系统 Web应用
中图分类号：p415.1+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0107-01
无人自动气象站是气象部门为加大探测密度而广泛采用的技术手段之一，为了不断提高黑龙江气象监测预报服务能力，更好地发挥气象防灾减灾的服务效益，2010年以来，黑龙江通过气象现代化建设，已建成无人值守国家级自动气象站24个[1]，并纳入全省的自动气象站地面监测网。覆盖全省的自动气象站地面监测网的建成，改变了县级气象站布点少、间隔远、观测频次少的现状，大大增加每天可得到的观测资料的时空密度[2]。这对于做好重大灾害性天气预报服务工作，搞好对政府的决策服务及其它各部门的气象服务，都起到显著的作用。
1 黑龙江无人自动气象站监控现状与发展趋势
由于黑龙江大量无人观测台站基础设施落后，网络不稳定，缺乏有效监控手段，人员短缺，导致实时数据不准确，观测站点故障时有发生，极大地影响了黑龙江自动气象站实时数据的可用性。如何在现有基础条件下，通过有效监控来减少故障发生并且及时解决故障，保证无人自动气象站稳定运行，提升各台站运行效率是值得研究的问题，实现无人自动气象站实时资料监测将有效解决无人自动气象站观测站点运行效率不高的问题。
经过多年的发展，黑龙江自动气象站的保障体系已经建成，形成了完善的监控、保障和维护系统。但是，在黑龙江新建的24个无人自动气象站，由于长时间未能系统的使用、维修和维护，在纳入大监站之后，有许多问题需要解决，其中站点故障监测是首要问题。
自动气象站的要素数据与设备运行状况有着紧密的联系，对自动气象站的要素数据进行质量检查[3]，对出现错误的数据和缺测数据报警，可及时发现设备运行中存在的问题，并及时采取维修与维护措施，减少故障的发生及故障持续时间。
2 系统应用的研究思路及相关技术
2.1 研究思路
如图1，系统设计采用气候极值检查法。该方法设计的关键是合理选择极值上下界值，因此，要结合历史气候资料及设备运行允许值范围设置极值上下界值[4]。对于超过极值上下界的数据，要素数据将自动显示。
检测出上传为空值的实时数据。检测实时数据，当要素数值为空值时，将这一出错信息显示出来。
检测出没有上传实时数据的台站信息。台站有时会因为停电、设备故障或网络故障无法上传整点数据，系统将这一信息显示出来。
2.2 相关技术
Spring用于贯穿实现整个项目软件的体系架构，支持Java和C#。它是为解决企业应用开发的复杂性而创建的[5]。Spring使用基本的JavaBen来完成以前只可能由EJB完成的事情。而且，Spring的用途不仅局限于服务器端的开发[6]。从简单性、可测试性、松耦合性的角度而言，任何Java应用都可以从Spring中受益[7]。Spring是一个轻量级的控制反转和面向切面的容器框架；DAO是DataAccessObject数据访问接口，数据访问，简单说就是与数据库打交道[8]。夹在业务逻辑与数据库资源中间。在这个应用程序中，当需要和数据源进行交互的时候则使用这个接口。并且编写一个单独的类来实现这个接口在逻辑上对应这个特定的数据存储；JDBC访问数据库的过程是-用户通过浏览器从Web服务器上下载含有JavaApplet的HTML页面[9]。JDBC是一个与数据库系统独立的API，用来管理各数据库软件商提供的JDBC驱动程序，各数据库公司只需提供一个类似JDBC驱动程序，开发人员就可以用Java语言访问数据库。
3 系统的详细设计与实现
3.1 用户管理
Web服务器不仅要为用户设置登录密码，以限制用户查看、运行和操作JSP页面的方式，还应对各功能模块有访问控制，可限制特定人对特定功能模块的访问。该部分主要实现系统的登录及系统用户管理功能。其中登录模块应该完成用户登录及用户权限验证，并保存登录信息及权限信息，同时用户管理模块也要允许用户进行个人密码信息的修改。当用户正确输入登录用户名和登录口令后，系统会根据用户的信息显示相应的界面。用户提供相应的登录用户名和登录口令，系统会根据这些信息决定用户是否能够进入系统，以及能够访问的功能。
3.2 自动气象站管理
自动站管理模块实现了中心站对远程无人自动气象站的基本控制，主要实现以下功能：自动气象站的信息管理、自动气象站观测要素管理、数据采集时间间隔管理，数据采集协议管理、自动气象站状态查询等功能。自动气象站信息管理功能提供了用户对自动气象站信息的添加、更新、查询等操作。自动气象站信息主要有以下部分组成：台站号、台站名、台站所在位置的经度、纬度、海拔高度、气压传感器高度、台站类型、台站区域等。
3.3 数据分析及管理
在该功能模块里，主要实现了对观测数据、系统数据的分析和管理。在数据分析服务子模块以表格或图表的方式直观的显示了对观测数据的分析结果，完成了单站日常规数据及状态数据的显示、所有站点日常规数据、状态数据的汇总等功能。
3.4 数据监控功能
数据监控功能提供用户对实时和历史采集数据的查询。这里的数据分为气象数据以及自动站状态数据。气象数据由数据采集命令协议决定，自动站状态数据指自动站的主板温度、电压以及传感器通道设置信息。
4 结论与展望
通过本项目的建设和实施，对自动气象站监控技术的发展，起到积极的促进作用。满足了对无人自动气象站的远程控制和维护的需要，尤其是在维护时效性上较之传统手段大为提高。为进一步加强气象技术装备管理，不断提高气象技术装备的管理水平和技术支持保障能力，更好地为气象业务和气象现代化建设服务，结合气象技术装备工作的实际，不断的优化系统，完善功能，下一步打算在本系统中加入地理信息，进一步对代码进行优化，使系统更为直观、实用。
参考文献
[1] 高峰，侯飙，王伟，等.自动气象站实时数据监测及SMS报警系统[J].气象水文海洋仪器，2009，2：85-89.
[2] 刘冲.无人值守自动气象站远程监控系统[D].电子科技大学， 2011：8-9.
[3] 宋晓梁，刘东生.中间件及其在三层客户机/服务器的接口技术分析.计算机应用[J] .2000：19（7）.
[关键词]无人自动气象站 监控系统 Web应用
中图分类号：p415.1+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0107-01
无人自动气象站是气象部门为加大探测密度而广泛采用的技术手段之一，为了不断提高黑龙江气象监测预报服务能力，更好地发挥气象防灾减灾的服务效益，2010年以来，黑龙江通过气象现代化建设，已建成无人值守国家级自动气象站24个[1]，并纳入全省的自动气象站地面监测网。覆盖全省的自动气象站地面监测网的建成，改变了县级气象站布点少、间隔远、观测频次少的现状，大大增加每天可得到的观测资料的时空密度[2]。这对于做好重大灾害性天气预报服务工作，搞好对政府的决策服务及其它各部门的气象服务，都起到显著的作用。
1 黑龙江无人自动气象站监控现状与发展趋势
由于黑龙江大量无人观测台站基础设施落后，网络不稳定，缺乏有效监控手段，人员短缺，导致实时数据不准确，观测站点故障时有发生，极大地影响了黑龙江自动气象站实时数据的可用性。如何在现有基础条件下，通过有效监控来减少故障发生并且及时解决故障，保证无人自动气象站稳定运行，提升各台站运行效率是值得研究的问题，实现无人自动气象站实时资料监测将有效解决无人自动气象站观测站点运行效率不高的问题。
经过多年的发展，黑龙江自动气象站的保障体系已经建成，形成了完善的监控、保障和维护系统。但是，在黑龙江新建的24个无人自动气象站，由于长时间未能系统的使用、维修和维护，在纳入大监站之后，有许多问题需要解决，其中站点故障监测是首要问题。
自动气象站的要素数据与设备运行状况有着紧密的联系，对自动气象站的要素数据进行质量检查[3]，对出现错误的数据和缺测数据报警，可及时发现设备运行中存在的问题，并及时采取维修与维护措施，减少故障的发生及故障持续时间。
2 系统应用的研究思路及相关技术
2.1 研究思路
如图1，系统设计采用气候极值检查法。该方法设计的关键是合理选择极值上下界值，因此，要结合历史气候资料及设备运行允许值范围设置极值上下界值[4]。对于超过极值上下界的数据，要素数据将自动显示。
检测出上传为空值的实时数据。检测实时数据，当要素数值为空值时，将这一出错信息显示出来。
检测出没有上传实时数据的台站信息。台站有时会因为停电、设备故障或网络故障无法上传整点数据，系统将这一信息显示出来。
2.2 相关技术
Spring用于贯穿实现整个项目软件的体系架构，支持Java和C#。它是为解决企业应用开发的复杂性而创建的[5]。Spring使用基本的JavaBen来完成以前只可能由EJB完成的事情。而且，Spring的用途不仅局限于服务器端的开发[6]。从简单性、可测试性、松耦合性的角度而言，任何Java应用都可以从Spring中受益[7]。Spring是一个轻量级的控制反转和面向切面的容器框架；DAO是DataAccessObject数据访问接口，数据访问，简单说就是与数据库打交道[8]。夹在业务逻辑与数据库资源中间。在这个应用程序中，当需要和数据源进行交互的时候则使用这个接口。并且编写一个单独的类来实现这个接口在逻辑上对应这个特定的数据存储；JDBC访问数据库的过程是-用户通过浏览器从Web服务器上下载含有JavaApplet的HTML页面[9]。JDBC是一个与数据库系统独立的API，用来管理各数据库软件商提供的JDBC驱动程序，各数据库公司只需提供一个类似JDBC驱动程序，开发人员就可以用Java语言访问数据库。
3 系统的详细设计与实现
3.1 用户管理
Web服务器不仅要为用户设置登录密码，以限制用户查看、运行和操作JSP页面的方式，还应对各功能模块有访问控制，可限制特定人对特定功能模块的访问。该部分主要实现系统的登录及系统用户管理功能。其中登录模块应该完成用户登录及用户权限验证，并保存登录信息及权限信息，同时用户管理模块也要允许用户进行个人密码信息的修改。当用户正确输入登录用户名和登录口令后，系统会根据用户的信息显示相应的界面。用户提供相应的登录用户名和登录口令，系统会根据这些信息决定用户是否能够进入系统，以及能够访问的功能。
3.2 自动气象站管理
自动站管理模块实现了中心站对远程无人自动气象站的基本控制，主要实现以下功能：自动气象站的信息管理、自动气象站观测要素管理、数据采集时间间隔管理，数据采集协议管理、自动气象站状态查询等功能。自动气象站信息管理功能提供了用户对自动气象站信息的添加、更新、查询等操作。自动气象站信息主要有以下部分组成：台站号、台站名、台站所在位置的经度、纬度、海拔高度、气压传感器高度、台站类型、台站区域等。
3.3 数据分析及管理
在该功能模块里，主要实现了对观测数据、系统数据的分析和管理。在数据分析服务子模块以表格或图表的方式直观的显示了对观测数据的分析结果，完成了单站日常规数据及状态数据的显示、所有站点日常规数据、状态数据的汇总等功能。
3.4 数据监控功能
数据监控功能提供用户对实时和历史采集数据的查询。这里的数据分为气象数据以及自动站状态数据。气象数据由数据采集命令协议决定，自动站状态数据指自动站的主板温度、电压以及传感器通道设置信息。
4 结论与展望
通过本项目的建设和实施，对自动气象站监控技术的发展，起到积极的促进作用。满足了对无人自动气象站的远程控制和维护的需要，尤其是在维护时效性上较之传统手段大为提高。为进一步加强气象技术装备管理，不断提高气象技术装备的管理水平和技术支持保障能力，更好地为气象业务和气象现代化建设服务，结合气象技术装备工作的实际，不断的优化系统，完善功能，下一步打算在本系统中加入地理信息，进一步对代码进行优化，使系统更为直观、实用。
参考文献
[1] 高峰，侯飙，王伟，等.自动气象站实时数据监测及SMS报警系统[J].气象水文海洋仪器，2009，2：85-89.
[2] 刘冲.无人值守自动气象站远程监控系统[D].电子科技大学， 2011：8-9.
[3] 宋晓梁，刘东生.中间件及其在三层客户机/服务器的接口技术分析.计算机应用[J] .2000：19（7）.