🌤️ 气象站嵌入式软件架构设计
30章 · 完全版
📘 友好色系 · 专业内核
01
气象站系统概述
嵌入式定义
功能需求
架构概览
硬件选型
02
传感器数据采集
SHT30
BMP280
风速风向
雨量接口
03
数据采集任务调度
FreeRTOS
任务优先级
队列/信号量
时间片
04
数据存储与管理
SPI Flash
FATFS
日志格式
循环覆盖
05
通信协议栈
UART+DMA
Modbus RTU
MQTT
4G/NB-IoT
06
低功耗设计
Sleep/Stop
RTC唤醒
电源管理
功耗优化
07
看门狗与可靠性
IWDG
WWDG
死锁检测
异常复位
08
Bootloader设计
双区OTA
Flash分区
CRC32
回滚
09
命令行调试接口
Shell框架
自定义命令
参数解析
日志等级
10
数据上报策略
定时上报
阈值触发
补传
差分编码
11
网络时间同步
NTP客户端
RTC校时
时区
闰秒补偿
12
传感器校准算法
温湿度补偿
气压海拔
卡尔曼滤波
雨量修正
13
电源管理单元
太阳能充电
电量监测
负载切换
欠压保护
14
配置管理
参数结构体
默认加载
远程配置
校验回滚
15
异常处理机制
传感器故障
超时重试
数据丢弃
自愈策略
16
日志系统设计
分级日志
日志缓冲
Flash存储
远程上传
17
多传感器融合
数据对齐
时间戳同步
冗余投票
加权平均
18
状态机设计
系统状态
转换条件
状态模式
实现
19
硬件抽象层HAL
GPIO抽象
定时器
I2C/SPI
分层设计
20
单元测试框架
Unity/CMock
模拟外设
测试用例
覆盖率
21
持续集成CI
Git版本
Jenkins/Actions
自动编译
静态检查
22
功耗仿真与验证
PowerShell
功耗曲线
自动化
电池寿命
23
电磁兼容性设计
PCB布局
屏蔽滤波
软件去抖
ESD防护
24
安全机制
固件加密AES
安全启动
TLS
防篡改
25
远程固件升级
HTTP/HTTPS
断点续传
进度反馈
版本管理
26
数据可视化
JSON格式
WebSocket
ECharts
移动端H5
27
现场校准工具
串口协议
校准参数
状态指示
数据验证
28
生产测试流程
PCBA测试
整机功能
老化测试
标定出厂
29
文档与规范
Doxygen
架构文档
API手册
用户手册
30
项目实战案例
农业气象站
开发流程
问题复盘
性能优化