1 绪论

1。1  课题背景、目的和研究意义

1。1。1  课题背景

随着科学技术的不断进步，人们越来越关注气象状况。传统的气象数据获得主要是依靠气象新闻播报、网络推送等方式。但该方法获得的气象数据普遍是一个区域的整体数据，虽然能大体反应气象状况，但缺少精确度，尤其是一些局部环境的气象数据，例如办公室，家庭，农业大棚等。在这些环境中，局部的气象数据可能与外部的大体气象数据有着很大的差距，单纯依靠气象站的气象数据是不太可靠的。所以，在这些环境中，就需要有传感器能够检测气象数据，并能够将这些数据上传至网络中，提供人们查询、决策或者能够根据检测到的气象数据自动化的做出决定。联想到树莓派的强大的性能及硬件的拓展性，本人决定尝试搭建一个基于树莓派的微型气象站，树莓派通过分布在局部环境中的各种传感器，将采集到的数据上传至网络，或者自行处理。

2012年2月29日诞生的树莓派，它的出现绝对有资格在计算机发展历史中写下浓重的一笔。在多年前，很难相信一台个人计算机居然会缩小到一个名片大小的尺寸，并且能够实现所有功能，而树莓派就让此事成真[1]。和现在的平板电脑不一样的是，树莓派底层是一个完整的Linux操作系统，而不是像Android的底层还是一个精简过的Linux嵌入式版本。所以说可以在个人计算机上执行的Linux程序，几乎都可以在树莓派上执行。它是当今表现最让人惊艳的计算机。论文网

大部分计算设备（包括手机，平板电脑和游戏机）都是一体成形的，很难在上面开发与设计相关的应用软件，并且也很难去修改硬件，而树莓派却是完全相反的。树莓派是一个开放源代码的硬件平台，该平台包括具备简单I/O功能的电路板及Broadcom BCM2835 system on a chip(SoC)的ARM芯片，并且拥有一大堆的Linux软件。树莓派可以用来开发交互产品，例如它可以读入大量的开关和感应器信号，并且可以控制点灯、电机和其他各式各样的物理设备。树莓派还可以开发出于PC一样的周边设备，也可以执行在Linux PC上的软件进行网络通信。

在开源技术论坛，都出现了许多基于树莓派开发的有趣案例。例如：基于树莓派实现的智能家居、创建成家庭存储系统与私有云、搭建网络附加存储NAS系统与USB外接硬盘文件服务器。因此，树莓派非常适用于物联网相关技术的研究，所以本人选择以基于树莓派的项目作为毕业设计研究内容。

1。1。2  课题目的

本文所要实现的功能是搭建一套基于树莓派的气象数据检测系统，在开源社区也有类似的项目，但本人所做的是将单一的气象数据检测功能集成到一套系统中来，并将检测的数据上传至网络平台，通过很好的方式展示出来，能够根据数据作出有效决策。

1。1。3  课题意义

随着工业化的发展，人们所生活的环境也发生了很大的变化，环境问题也越来越成为人们关注的热点，空气质量越来越差，各种极端天气也是层出不穷，因此设计了这样一款微型的气象站，它可以通过对局部环境的监测来给人们一些实时的环境反馈，让人们更多的了解自己居住的局部环境。

本文并没有多少具有前瞻性的设计或技术。所用到的理论前人大都已经有所研究，技术层面也参考了许多开源项目，并做了一些改进。本人感觉比较有意义的是：研究了物联网方面的相关理论内容，学习了树莓派Python编程，熟悉了嵌入式Linux平台的操作及编程，提出了一种基于raspberry pi计算机的嵌入式温湿度监测设计方案，为智能家居中局部环境监测系统提供了一点参考，为开源软件/硬件的事业作出了一点个人的贡献。