长期以来，世界海洋强国都十分重视发展海洋气象观测技术，投入大量的人力物力以获取准确的海洋气象数据，服务于社会经济发展和国家安全目标。因此我国发展海洋气象监测十分重要，而船舶气象仪是一套船载的自动化气象观测系统，可以广泛的布置在各种船只上，可以获得船只经过的海域内的风速、风向、温度、湿度、气压等数据，这些数据对我国的海洋发展、海洋开发、海洋维护有十分重要的意义。随着经济发展、电子技术的日新月异，原有的船舶气象仪越来越不能满足社会需求，所以研发一种低功耗、小型化、智能化、高集成度、高可靠性、应用性广泛的船舶气象仪具有十分重要的意义。本文给出了优化的新型船舶气象仪硬件系统设计与实现过程，主控板CPU采用Atmel公司的Atxmega128A1处理器，然后详细描述了船舶气象仪主控板的设计与实现、传感器的选型以及程序的设计思路，最后制作出产品样机，并经过长期实验证明了本设计的可行性。根据本设计实际研究开发结果，本文总结分析了本系统的优缺点，指出了船舶气象仪未来的发展趋势。本文创新之处在于通过船舶气象仪真风计算、兼容两种方式计算真风数据，可自动识别两种风速风向传感器、自动识别是单GPS和方位传感器组合还是双GPS定位定向仪计算真风。主要解决的问题：一是将船舶气象仪所有功能集中到一块电路板，实现所有功能一体化，增加了系统的集成度，降低了系统功耗；第二是实现两种方式计算真风，并实现自动识别，扩大了系统的应用性。