大气边界层是大气层的底层部分,边界层的大气变化对人类的社会活动有着很大的影响。大气边界层的重要性决定了人类必须对其进行研究,掌握它的特征和变化规律。对于局部区域测风经常采用的方法是双经纬仪小球测风。目前在高空风测量中使用的普通测风经纬仪需手工记录观测数据、手工录入数据计算,整个测量过程程序繁琐,而且需要多名测量员协同,同步性和实时性难以保证,造成较大的误差和人力损耗,很难保证气象数据采集和分析的数据准确性和可靠性。本文提出了一种解决上述问题的方法并设计了一种新的智能化、应用范围广的数字化小球测风系统。在测量过程中只需人工跟踪测风气球,系统能够自动采集测风数据并且自动计算测风结果.系统包括:电子测风经纬仪、无线数据收发模块、C8051F320数据采集板和笔记本计算机。主机处数据采集板采用Silabs公司生产的一种带USB接口的微控制器C8051F320作为核心芯片。这部分的设计包括:PCB设计,固件设计,主机驱动程序和主机应用程序设计。本文先从整体上介绍了程序的设计思想和层次结构,然后详细介绍了固件部分的设计过程,并给出了程序流程图和采用的固件函数库。驱动程序开发部分介绍了驱动程序的结构和定制过程。主机应用程序程序的设计部分介绍了所采用的API函数,并给出了程序运行界面。本设计实现了通过USB接口向主机传送数据,和通过主机来控制系统状态的功能。完成后的双经纬仪测风探测系统具有精度高、功耗低、体积小、抗干扰能力强等特点。实现了较传统方式更经济有效灵活的大气数据采集,有着广泛的应用前景。