方案介绍
本方案旨在为高校科研与教学提供便捷、高效、低功耗的小型气象观测设备，通过一体化传感器模块实现多气象要素同步监测，满足环境科学、气象学、农业、地理学等相关专业在野外实验、教学演示、科研观测等场景的应用需求。设备体积小巧，安装便捷，支持数据本地存储与远程传输。

监测目标

1. 实现对温度、湿度、风速、风向、大气压、降雨量、光照等基础气象要素的实时监测
2. 满足高校教学实验对现场气象数据的获取需求
3. 支持科研数据采集与长期数据积累
4. 可接入校园物联网平台用于环境综合监测展示

需求分析

1. 设备需轻便、一体化，便于移动部署和野外使用
2. 要求功耗低、运行稳定，可选太阳能供电
3. 支持数据实时查看、存储和远程下载导出
4. 界面友好，适合师生使用和数据处理教学
5. 适用于多种地形和气候环境下运行

监测方法
采用集成式气象传感器，模块化结构包括温湿度、风速风向、光照、雨量计、大气压等模块，数据统一采集处理后通过无线方式上传至平台或App终端。部分机型具备GPS定位、太阳辐射、CO等拓展功能。

应用原理
通过高精度气象传感器检测环境参数，数据由主控系统进行采集与处理后，实时存储于本地或上传至云端。通过软件系统对数据进行曲线显示、表格导出与数据分析，实现多时段、跨地点的对比研究和可视化表达。

功能特点

1. 集成多项气象参数，模块化一体式设计
2. 便携式/固定式多种款型可选
3. 支持蓝牙、WiFi、4G等无线通信方式
4. 数据可视化界面友好，适用于教学演示
5. 支持太阳能或电池供电，适合野外长期使用
6. 提供数据导出、历史查询、图表分析等功能

硬件清单

1. 一体式气象监测主机
2. 多参数气象传感器模块（温湿风压光雨等）
3. 数据采集控制模块
4. 通信模块（WiFi/蓝牙/4G）
5. 电源模块（锂电池+太阳能板）
6. 支架系统（便携式三脚架或固定支架）
7. 可选配GPS定位模块、CO传感器、土壤探头

硬件参数（量程、精度）

• 温度：-40～+85，精度±0.2
• 湿度：0–100%RH，精度±2%RH
• 风速：0–60 m/s，精度±0.3 m/s
• 风向：0–360°，精度±3°
• 大气压：300–1100 hPa，精度±0.5 hPa
• 雨量：0–999 mm，分辨率0.2 mm
• 光照强度：0–2000 W/m²，精度±5%

方案实现

1. 在校园或野外实验基地选址安装小型观测站
2. 选择便携式或固定式支架，根据环境布设
3. 配置无线通信模块，绑定手机App或云平台
4. 实时查看数据，定期下载数据用于教学与科研
5. 可扩展多个节点联合对比观测不同微气候区

数据分析

1. 实时数据图表展示（折线图、雷达图、日变化图等）
2. 数据对比分析（不同时间、地点）
3. 导出Excel报表用于统计处理和科研论文撰写
4. 可根据需求设置自动记录频率与数据备份周期

预警决策

1. 可设置温度、风速等阈值进行异常提示
2. 对突发天气变化实现手机端提醒
3. 为校园应急响应提供基础气象信息支持

方案优点

1. 安装简便，操作简单，适合师生使用
2. 模块化拓展性强，可根据教学或研究需求调整配置
3. 成本适中，适合教学、科研、展示等多种用途
4. 数据直观可视，有助于学生理解气象原理
5. 支持移动部署，用于多个观测场景切换

应用领域

1. 高校气象环境类专业教学与实验
2. 地理与生态类野外观测站点
3. 校园气象展示平台建设
4. 科研项目小区域微气候监测
5. 创新实验室、无人站点的搭建与运行测试

效益分析

1. 提高高校气象教学与实验的实际操作能力
2. 为科研论文与项目申请提供原始数据支撑
3. 有助于学生掌握气象观测方法与数据分析技能
4. 推进校园智慧环境监测系统建设
5. 促进跨学科联合应用，如农业、生态、遥感等方向

国标规范

1. GB/T 20484-2017《自动气象站技术规范》
2. GB/T 25281-2010《气象传感器通用技术要求》
3. QX/T 110-2009《气象观测仪器现场检定方法》

参考文献

1. 王涛等.《自动气象观测技术与应用》
2. 刘建新.《校园气象站的建设与管理探讨》
3. 国家气象局标准资料汇编

案例分享
案例1：某农业大学将一体式观测站部署在实验田，结合土壤和作物传感器开展精准农业教学与研究，提升学生综合实践能力。
案例2：某高校气象专业将设备部署于教学楼顶部，实现实时天气展示与数据教学结合，并与无人机遥感观测联动使用。