针对传统气象站采集器外围采样电路的专用性、气象要素有线采集方式的局限性、功能集中难以适应复杂地形的探测需求,开发设计了基于KW01-ZigBee技术的适用多种类型气象监测传感器的通用无线气象数据采集节点,可以采集温度、湿度、风速、风向、光照度、雨量和气压共七种气象要素,并以分布式结构按需灵活选择气象要素,目前已应用在一款新型无线分布式自动气象站上。通过扩展其他传感器,也可以应用在智能家居、智能交通等领域,有很好的市场价值和应用前景。基于KW01-ZigBee的无线分布式自动气象站相比常规自动气象站,具有安装简单、成本低、维护方便、易于扩展等优势,符合自动气象站的发展趋势。课题借鉴实验室KW01-ZigBee的早期研究基础,以嵌入式系统构件化思想为指导,进行气象数据采集节点的硬件和软件设计。本文核心内容如下:(1)针对自动气象站数据采集器兼容性差的问题,改进了气象数据采集节点的硬件结构。采用传感器与气象数据采集节点底板分离的方式,更易于气象监测传感器的替换或增加。开发了采集节点外围电路通用底板,可以适用多种不同的外部气象监测传感器,实际使用时根据功能按需焊接电路板上的元器件。并统一了多种传感器对外接口,解决了不同传感器对外接口混乱的问题,使传感器更易于维护、更换和功能扩展。(2)设计并给出了气象数据采集节点与网关之间的无线通信协议,采用反向传播算法对气象数据采集节点的数据进行物理量回归以降低数据误差,将气象数据存放在本地以便出现故障时恢复数据,优化并提高了气象数据采集节点的通信稳定性。(3)配合无线分布式自动气象站的服务端程序完成应用对时、气象数据采集节点参数管理等功能,将多种要素的气象信息显示到客户端、网页和App上,以便用户可以随时随地查看和掌握无线分布式自动气象站的气象信息。实践证明,课题设计的基于KW01-ZigBee的气象数据采集节点可以实现系统的预期功能,具有气象要素数据实时采集、无线传输、运行成本低、要素选择灵活等优点,为气象的自动化发展提供了一种可行性的解决方案。