日照时数是太阳辐射观测的重要指标,对农林业具有重要意义,同时日照时数是我国气象业务系统中的基本观测要素之一。在当今的气象业务系统中,使用的是暗筒式和聚焦式日照计,这两款日照计采用烧痕法,观测方式原始落后。为了解决这一问题,国内外也出现了多款自动化日照计,包括双金属片式、直接辐射式以及总辐射式。三种日照计各有优缺点,但总辐射式日照计优点突出。总辐射式日照计基于总辐射和散射辐射计算日照时数,测量精度高、不需要跟踪太阳、运行可靠、体积小,适合广泛应用于业务日照。随着我国气象事业发展,气象领域提出“智慧气象”的概念,气象传感器的智能化是智慧气象在大气探测方面的重要体现。但目前的日照传感器只是实现了日照观测的初步自动化,距离智能化要求差距较远,因此本课题进行了日照计的智能化研究。根据我国日照计的发展现状,本文针对日照计智能化设计了一套实现方案。日照计工作原理选择总辐射式,采用微处理器与采集模块结合的方式实现日照计智能化的平台设计,通过强大的嵌入式软件实现各种智能化功能,通过嵌入式操作系统管理软件。同时设计了无线和有线两种通信方式,实现多种场景下的便捷可靠通信。通过实现在线升级、在线标校,使日照计更加的智能化。智能日照计硬件平台以STM32F107VCT6微处理器为核心,采用高性能S1133-01型光电二极管作为感应元件。配备了FLASH存储电路、ZigBee通信模块、串口通信电路、电源电路、实时时钟电路、加热电路,形成了一个完善的硬件平台。在软件系统的设计过程中,首先完成了在线升级技术的研究,实现了基于ZigBee无线通信的在线升级,之后完成了对μC/OS-II操作系统的移植,并在该系统上编写了数据采集、数据处理、FLASH存储、软时钟、串口通信、无线通信模块等模块。基于得到的采样原始数据进行了在线标校研究,完成对传感器非线性自校正和在线标定设计。最终,完成了对智能日照计软件系统的设计。以设计的智能日照计为核心,搭建了智能日照计系统进行测试。经过相关测试,智能日照计实现了数字化和自动化采集、无线通信、在线升级、非线性自校正、在线标定等功能。对于非线性自校正模型,在晴天情况下日照时数的相对误差能够降低至2%以下,多云天气下能够控制在5%左右,阴天情况下日照时数的相对误差改善不明显。本课题研究的智能日照计,具有较好的应用价值,对我国气象传感器的智能化具有一定的参考意义。