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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

南京信息工程大学是中国气象人才培养的“摇篮”，其前身是南京气象学院。学校围绕气象行业需求开设的气象特色专业课程贯穿到电子信息类各专业中，学校拥有中国气象局气象观测比对实验场，为学生的大气物理探测提供了观测基地。

鉴于目前观测比对实验场的大气温度、湿度等的测量通过人工观测、记录后录入计算机系统并利用显示屏发布，观测自动化程度低、气象信息共享不足问题。本项目拟利用浙江天煌教仪公司的thetda-4型电子综合应用技术实验/开发平台，利用平台的传感器模块、主控模块、输入接口模块、数字显示模块、通讯模块等构建一个实时地面气象站，测量大气环境中的温度、湿度、气压、风速、光照、空气质量、粉尘、下雨等信息，并将检测的气象信息通过wifi模块上传到互联网，方便用户及时了解观测场实时气象。整个项目可以作为气象类创新实践项目，拓展学校大气观测场的实验，也可以作为《气象仪器》、《大气探测》等课程的实践任务。

本实验项目涉及传感器信号的读取，包括模拟信号的a/d转换和数字信号的串行同步通讯（spi和iic协议），基于wifi的物联网技术，数字tft屏的驱动，按键的中断检测，stm32f103单片机平台应用等，涉及的相关知识和技能是电子信息类专业学生必须掌握的，同时，本项目提供了一种基础的多传感器的物联网解决方案，可以拓展到其他测量场合的应用。

2. 研究的基本内容

作为具有行业特色的高等院校，很多毕业生到各级气象局工作，其中不乏学生到基层气象局工作。气象仪器的设备安装、维护、检测成为他们工作的一部分。本实验项目作为一个基本简易自动气象站，完成地面气象要素的检测；通过按键调校实时时间，程序设置预警阈值并发出警示信息；作为一个站点，将气象信息在互联网上发布，实现气象信息的共享，系统功能如下图1。

图1 系统功能

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）2016年10月6日至2016年10月20日：查阅国内外相关文献，考察研究项目的背景信息，明确研究目的及研究内容；

（2）2016年10月21日至2017年1月20日：设计系统方案，并根据之前参考文献提供的方案思路，拟定自己的方案；设计系统结构、设计系统功能；根据所设计的系统方案，设计一套可行的硬件电路，并对比分析选择最佳的硬件电路配置；

（3）2017年1月21日至3月26日：根据所设计的系统硬件电路，查阅相关文献，完成软件流程图的设计，完成一套能够实现相关功能的软件；

4. 参考文献

（1）李雁，李峰，郭维，夏元彩，周青，周薇.气象观测设备运行状态综合判定技术应用[j].南京信息工程大学学报，2016，8(5)：439-445.

（2）徐伟，裴晓芳，季鑫源，陈晓，行鸿彦.高精度多通道自动气象站气压检定仪的设计[j].仪表技术与传感器 ，2016，2：34-38.

（3）杨光祥，胡健，朱超平，彭燕妮.依托中央与地方共建项构筑电子信息类工程人才实践创新平台[j]. 实验技术与管理，2017，34(1)：25-28.