风速和风向是重要的海洋气象观测要素,本课题开展的目的在于提供一种实用的超声波测风方案,实体装置不存在转动元件,无须特别维护,具有体积小,能耗少、稳定性高、数据精确等优点,既能节约资源成本,又能创造良好的经济效益。本课题的研究目标是研制基于ARM的小型超声波测风系统,其中核心部分是超声波发射信号和回波信号的分析处理。本文在参考了一些国内外成熟的产品设计后,选择STM32F103RET6为控制芯片,结合模拟多路选择开关电路、滤波放大电路和电压比较电路等硬件模块设计,探索利用频率法超声波测风原理进行软件设计,分析测得的原始数据,最终获得风速风向值。论文的创新点主要包括内容如下：1.通过分析超声波信号在空气中的传播特性,综合国内外超声波测风技术的研究现状,探索结合频率法超声波测风原理,利用超声波换能器的工作方式,通过电路分析和程序设计,搭建基于STM32F103RET6控制器的超声波测风系统的软硬件平台,进而使整个测风系统的结构小型化；2.通过软件程序直接驱动超声波换能器发射超声波信号和四个一阶带通滤波放大器对超声波回波信号的滤波放大处理,降低了超声波发射信号和回波信号的硬件电路设计复杂程度；3.通过软件采样判断超声波回波信号接收与否,再结合过零电压比较电路的设计,利用STM32F103RET6的输入捕捉功能实现了超声波回波信号的频率测量。