目前我们国家已经拥有了6万多个自动气象站，数量、密度达到世界第一的位置。自动微气象站的设计和投入使用可以促进相关产业的发展。郑蕊[7]描述的微站是具有体积小、线性度好、响应时间快、稳定性好以及人机交互友好等优点的仪器。微气象站的设计投入使用对人们正常生活和生产有很大作用，同时也影响新能源发电产业的的发展。
对于光伏电站微气象监测，可以通过气象参量对发电量和发电速度的影响来判断天气，张世丰[1]通过对敦煌地区气象观测等资料得出日照时数、太阳辐射、相对湿度和温度等是影响太阳能光伏发电的主要气象因子，得出结论在建设电站时首先要对气候环境资源进行充分评估，还要做好太阳能发电站运行过程中太阳能资源和相关气象条件的预报。孙朋杰[2]所撰写的太阳能光伏电站发电量变化特征及其与气象要素的关系，收集了湖北省光伏发电数据，也是研究气象因子对太阳能光伏发电站发电量的影响，得出结论：太阳总辐射越强，光伏发电量越多。还得出发电量也与云量和能见度有关，但并非主要原因。所以气象对于新能源产业，尤其是太阳能光伏发电有着很重要的影响和意义，可以通过光伏电站的侧面地反映太阳总辐射量从而反应气象。所以选取环境温度、设备温度、湿度、风速、风向、气压是气象监测中需要的参量[4-6]。具体设计运用各类传感器以便实现参量的测量。HaoLi[16]的研究中包含了风向和风速传感器的应用设计，它能将风速信息转换成0～5v的数字信号，最小起始风速为0.4m/s，风速测量精度约为0.1m/s。本设计将风向水平分为16个方向，可由水平风向传感器测量。装置的最小起动风速为0.8 m/s。温度传感器需要去除热辐射的干扰，选择DS18B20 chip用于温度测量和传感器，湿度则采用DHT11来作用测量和传感。
考虑去除干扰条件的情况下，需要将所测量的所有参数规范化。代倩[7]的基于天气类型聚类识别的光伏系统短期无辐照度发电预测模型研究，采用SOM天气类型聚类，显著提高了预测精度，尤其是对于无辐照度光伏短期预测模型，无辐照度的短期预测模型其预测精度虽略逊于含有辐照度的短期预测模型，但其输入量少；同时无辐照度的短期预测模型具有50%湿度误差抗扰动性，具有一定的普适性。因此基于SOM天气类型聚类识别的无辐照度光伏系统发电短期预测模型具有较高的参考价值。黄伟等人[8]关于影响光伏发电的日照强度时间函数和气象因素的研究中的将日照强度、日光电出力折合成标幺值，确定了全年日光电最大出力的范围的思想具有十分重要的意义。
程德昊, 何元清与蔡春昊[9]提到随5G的快速发展，物联网与云计算也在慢慢影响着我们的生活，互联网通过信息改变了我们的生活，人和消息进行实时的碰撞。而物联网将会真正将网络连接到现实。物联网，实现了把物用网连接了起来，硬件设备收集数据进而在网络上流转处理，最终显示在我们面前。在物联网架构中，物联网平台属于中间部分，起着承上启下的作用。硬件传感器感知数据并将其传送数据到物联网平台上，同时可以在平台上进行编程开发，调用相应的 API 进行编程。所以说物联网平台在物联网体系中属于类似战略要塞的作用。
郑蕊[7]所作的设计提供了微站的主要软硬件设计方案，确定了仪器监测系统的可行性。他所作的是一个软件的设计和硬件设计的思路，硬件系统结构包括供电模块、主控制器模块、实时时钟模块、传感器信号调理电路模块、液晶显示屏模块、外部存储器模块以及通信模块等。
软件设计基于RT-Thread物联网操作系统提供的线程调度逻辑和驱动框架基础,完成线程设计、数据采集与处理逻辑设计、各个模块的驱动与应用程序的编写。提供了程序编写的思路，同时对单片机系统的设计有所帮助。
收集到的气象数据通过传感器，将现场 PLC 采集到的过程数据上传至云平台，通过在系统中增加 MQTT 网关即可将数据集中发送至云平台[10]。传入到单片机系统中，通过国产嵌入式操作系统运行计算，实现对气象环境的监测。目前来说国产嵌入式操作系统在物联网里已经趋于成熟。这里有关于三种物联网操作系统分析与比较[11]：Huawei LiteOS、Amazon FreeRTOS 和RT-Thread。三种物联网各有优缺点，丰富了物联网的内容。物联网操作系统是一种面向“物”的通讯和管理平台，物联网操作系统有3个重要部分：嵌入式实时操作系统、物联网的通讯协议和物联网云平台。目前市场轻量型的 IoT OS 的发展正在走向成熟，物联网操作系统还需要长时间的市场培养 ，一个物联网操作系统如能顺利成长 ，其中生态是关键。[12]
基于RT-Thread实时操作系统,可以构建出物联网设备系统。梁涛[13]设计的家居环境检测，通过WiFi网络、MQTT协议将家居光照、温度、湿度、环 境数据上传至OneNET云平台,通过PC或移动端登录OneNET云端，可实现实时查看环境检测数据、下发命令、添加触发器、数据推送等功能。实现了物联网下基于嵌入式操作系统对家庭内部环境包括温度、湿度、光照等参数的监测。虽然就裸奔系统而言，只适合在低复杂度下进行开发。但依然可以达到其设计目的，并扩展使用。周继裕[14]的方案则是通过无线网组连接传感器并通入网络中，对物联网数据传输和浏览系统进行研究，将采集的数据上传到服务器，利用B/S服务器架构实现数据浏览,使用计算机端访问服务器，对农业环境信息实施远程监控和管理。此实验结果表明，数据采集系统工作稳定，证实了基于RT-Threed和无线传感器网络的农业环境数据采集系统设计的合理性。
综上所述，为了实现基于国产嵌入式操作系统的自动微气象站的设计，可以基于RT-Thread操作系统，搭载光敏传感器、温湿度传感器、风速风向传感器以及气压测试仪将环境温度、设备温度、湿度、风速、风向、气压等数据上传至已经设计完成的单片机系统，NB-IoT模组进行数据上报，最后使用手机或者电脑通过对已经编辑好的软件程序进行在线监测和远程控制。其中设计软硬件系统和编辑程序实现光伏气象站各项功能，需要自己进行深入学习和研究。
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