摘要：天气的状况好坏影响人们的每日出行，它不可控且难以预测。除了影响人们的日常生活，还在许多方面发挥着重要的影响。然而，目前市面上的气象站的价格常常令人难以接受，并且造型较大，给我们带来许多不便。本项目旨在于设计一个能够进行实时监测天气状况的气象站，将其与云服务器相连接，收集并分析天气数据。在这个项目里，使用三代树莓派和Sense Hat来搭建这个气象站，树莓派充当网关的同时将在Sense Hat监测到的数据读取并上传到云数据库，并对天气数据进行分析。最后使用前端技术包括HTML超文本标签语言，CSS布局，JavaScript脚本语言，以及Python框架Flak搭建的后端来开发一个网站，同时使用Android Studio开发一个移动应用程序，以图表形式实时显示天气状况。天气预报半小时更新一次，用户可以做到未雨绸缪。

关键词：树莓派；Sense Hat；云数据库

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景与意义-1

1.2 气象信息系统的现状及未来发展趋势-2

1.2.1 国内外现状-2

1.2.2 未来发展趋势-2

1.3 本文的主要工作和内容安排-3

第二章 相关硬件和技术介绍-4

2.1 基础硬件-4

2.2开发环境-4

2.3 网站相关技术概述-4

2.4 Web体系结构-5

2.4.1 Python Web体系-5

2.4.2 B/S结构和C/S结构的对比-6

2.5 JavaScript脚本语言概述-6

2.6 AJAX概述-7

2.7 Highcharts框架简述-7

2.8 Flask框架相关技术简述-8

2.8.1 Flask简介-8

2.8.2 WSGI简介-8

2.8.3 Werkezeug简介-8

2.9 Ngnix简述-8

第三章 需求分析和总体设计-9

3.1 系统功能需求-9

3.2 系统可行性-9

3.2.1 社会可行性-9

3.2.2 经济可行性-9

3.2.3 技术可行性-9

3.3 系统的模块划分-10

3.4 气象站原理示意图-11

第四章 气象站的详细设计-12

4.1 硬件端-12

4.1.1 树莓派系统安装以及环境搭建-12

4.1.2 Sense Hat-12

4.1.3 硬件核心代码-12

4.2 网站端-13

4.2.1 后端设计-13

4.2.2 前端设计-16

4.3 服务器端-20

4.3.1 部署flask-20

4.3.1 部署ngnix-21

4.4 数据库设计-22

第五章 测试方案与测试结果分析-23

5.1  网站测试的系统环境及平台配置-23

5.2  硬件模块测试-23

5.3  网站后端模块测试-24

5.4  网站前端模块测试-24

5.5  服务器测试-25

5.6  相关问题以及解决方法-27

5.6.1 python版本兼容问题-27

5.6.2 屏幕兼容问题-27

5.6.3 Sense_Hat不能识别问题-27

第六章 总结与展望-28

6.1 本文总结-28

6.2 未来展望-28

参考文献-29

致  谢-31