随着信息技术和智能技术的日益进步,嵌入式系统得到了快速的发展,尤其在控制领域和智能仪器方面得到了广泛的应用。嵌入式系统在自动气象站中的应用,具有重要的应用价值和理论意义。为解决传统自动气象站接口不丰富、数据通信方式不合理、开发维护繁琐和受供电约束的问题,提高自动气象站的扩展性、兼容性、稳定性和灵活性,本文利用ARM7微处理器LPC2387、嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ和GPRS通讯模块,通过组合创新和集约化设计思想,设计了新一代自动气象站控制与管理系统,该系统具有UART、USB、CAN等丰富的接口和GPRS无线数据传输方式,实现了数据收集、分析、处理、存储等功能。在自动气象站控制与管理系统的硬件设计中,本文以模块化设计思路为主线,通过方案比较和优化设计方法,综合考虑系统的稳定性、低功耗、抗干扰和数据传输的可靠性等因素。在工艺和电路上采用了抗干扰性措施,设计了电源电路、最小系统电路、串行通信电路、CAN总线电路、USB存储电路和JTAG电路,通过实验和应用,实现了该系统低功耗模式下的在线仿真、多串口通信、无线通信和海量数据存储等功能,验证了该系统设计的合理性和运行的稳定性。在软件方面,本文研究了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到LPC2387硬件平台上的方法与技巧,对串口、摄像头模块C328和USB HOST电路的软件驱动进行了分析与设计,实现了微处理器对摄像头串口通信、摄像头模块和海量数据存储设备的控制,通过对本系统和PC机进行联机调试,完成了操作系统下各个任务的软件设计,验证了上述驱动程序的正确性,为操作系统下用户程序设计提供了保障与参考。为了解决传统自动气象站的供电问题,本文从软硬件两方面研究了降低系统功耗的方法,提出了降低系统功耗有效措施,采用低功耗CMOS芯片、LPC2387内部功能模块运行后自动关闭和任务完成之后进入掉电模式等方法,通过测试和实际应用,使系统功耗满足风光互补型太阳能蓄电池的供电要求。