风与人们的生活息息相关，准确及时地获得风信息在工农业生产、气象监测、船舶航行、风力发电、军事作战等方面有巨大的指导意义。相对于传统的机械式风速仪，超声波风速风向仪采用固态设计，没有旋转部件，不存在因磨损产生的故障和测量误差，非常适合在恶劣的天气条件下使用，且原则上启动风速为0，没有测量上限，是理想的测量风速风向的仪器，具有广泛的应用前景。　　本文基于时差法风速风向测量原理，对超声波风速风向仪开展了研究。针对传统包络检波法测量渡越时间对处理器过分依赖的缺陷，立足于提高信号峰值辨别度，提出了一种新型的包络峰值检测方法，并通过峰值采样点确定了渡越时间，简化了算法，可采用单片微控制器实现。本文采用STM32F407作为核心处理器，设计并搭建了系统的硬件平台，以IAR EWARM为开发环境设计了系统程序，实现了风速风向计算处理及实时显示等功能，从而形成了一个完成的测量系统。　　在搭建的简易风洞实验平台上对风速风向仪在0～7.5m/s的风速下进行了实际测试。测试结果表明，本文设计的超声波风速风向仪在沿探头方向具有较高的测量精度，且沿不同探头方向的测量结果具有较好的一致性。在总参大气所标准风洞的测试结果表明，风向测量误差在±2°内，风速测量在低风条件下精度较高，在大风和非探头方向时风速测量值偏小，系统测量误差较大，需要进一步优化改进。