近年来全球气候变暖,干旱、洪灾、高温天气、低温冰冻等极端天气频发,影响日趋广泛,为做好公共气象服务的需要,必须实现对大气中各种气象要素进行连续监测,获得基本的气象资料,为开展天气预报、气象服务、气候变化评估和气象科学研究提供准确、可靠的观测数据,提高气象防灾减灾能力,做好应对气候变化工作。本论文针对上述业务的需求,开展新一代智能地面气象监测仪的研究工作。文章阐述了国内、外气象监测仪器(自动气象站)的现状,分析国外先进气象监测仪器不适用于我国气象探测业务的原因,根据我国实际气象业务的需求,指出新一代智能地面气象监测仪器应该具有的功能特点,提出一个较完善的系统设计方案。根据硬件系统设计方案,文章详细描述了单片机芯片、数据存贮芯片和程序存贮芯片选型过程及其功能特点。根据地面气象仪器探测气象要素的需求,详细介绍了风向、风速、雨量、温度、湿度和气压传感器选型及其工作原理。深入了解单片机和各种气象传感器的接口电气性能特点后,文章设计出实用的传感器输入／输出接口电路方案。围绕CAN总线技术,设计出气象仪器的CAN总线电路方案。另外,文章也设计了模数转换电路、电源电路、实时时钟电路、LED显示电路和RS232通信接口电路,并进行了详细的功能介绍。软件设计方面,重点介绍气象数据采集器软件的方案设计和编写,包括：气象数据读取模块设计、定时任务模块设计、接收和发送模块设计、检查和异常处理模块设计和LED显示模块设计等,附录主要程序原代码。而计算机处理分析系统软件方面作了详细功能介绍,附录部分程序介面。在仪器开发完成后,根据实际检查测试方法对该仪器进行测量,通过对测量数据分析,评价了该仪器的数据可靠性和可信性,最后综合总结了该监测仪器的性能特点。