风对于许多户外运动发挥着重要作用。例如帆船运动中,只有爱好者掌握风向后,才可以正确调整风帆,最大限度利用风力。然而,专业的测风设备对于业余使用者来说,成本高又不便于携带。随着内置传感器的日益丰富,智能手机在环境感知方面出现了越来越多的应用。当前的智能手机,已经具备指南针、气压计和计步器等设备的功能。综合利用多个传感器的数据,智能手机可以挖掘出更多的创新功能。本文创造性地提出了基于手机麦克风和姿态传感器的风向测量方案。文中首先建立了风引起的噪声和风与麦克风夹角两者之间的关系模型。通过实验,我们观察到风从对称角度吹向麦克风产生的噪声相似。入射角均匀变化下,记录的风噪声具有对称特性,对称轴对应于风向角度。其次,文中统计了风噪声最强频点的分布规律,确定了噪声滤波的通带。然后,文中提出了二次采样方法,恢复声音信号中的对称特性。最后,本文设计了基于卷积的循环自卷积(CAC)算法,定位序列中的对称轴。区别于一般的模式识别,该算法轻便简单,不需要标记和训练,适用于资源受限的移动终端。本文在Android平台上设计和实现了Wind Compass原型。使用Wind Compass时,用户需要转动手机,以收集各个入射角下的风噪声。文中提出两种转动方式,步进电机转动的自动模式和手转动的手动模式。我们分别在室内外环境下,测试了Wind Compass的效果,分析了影响测量误差的各个因素。室内环境下,自动模式的平均误差小于3°,手动模式小于10°。室外环境下,风速风向稳定时,平均测量误差小于20°。