基于移動互聯網技術的氣象科普產品開發探索

張倩 唐立巖

摘 要 隨著科技的發展，移動互聯網技術已經日益成熟，并且正在深深影響著我們的生活。面對氣象科普事業快速發展的今天，如何更好地將移動互聯網技術與氣象科普工作相結合，創新氣象科普產品形式，豐富氣象科普產品種類，是氣象科普工作者面臨的重要問題之一。文章以桌面氣象站類產品為例，就移動互聯網技術在氣象科普產品中的應用進行了探討，并闡述了基于移動互聯網技術的桌面氣象站產品設計與開發思路。

關鍵詞 移動互聯網；氣象；科普產品；桌面氣象站

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）213-0001-03

隨著全球氣候持續變暖， 各類極端天氣頻繁發生，所造成的災害損失和影響也不斷加重[1]，氣象與生活的關系越來越密切，人們也越來越關注天氣氣候信息、關注氣象科普內容。隨著科技的發展，移動互聯網技術已經日益成熟，特別是3G和4G通信技術的發展，以及手機、平板電腦等移動終端普及的推動，各種基于移動互聯網平臺的科普產品和應用日益涌現[2]。將移動互聯網技術與氣象巧妙結合，不僅可以方便公眾更快速高效的獲取氣象信息，同時也是對報紙、電臺、電視等各類傳統媒體氣象信息發布渠道的進一步拓展。基于移動互聯網技術的氣象科普產品研發，將進一步豐富氣象科普產品種類，提升氣象科普產品吸引力，更好地拉近公眾與氣象的距離。

1 移動互聯網技術在科普產品中的應用探討

近幾年，移動通信和互聯網成為了當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務，它們的增長速度是任何預測家未曾預料的，移動互聯網更是如此[2]。移動互聯網科普產品是基于移動互聯網數字技術，將科普產品進行數字化開發或創新制作，并通過移動終端獲取的包含相關科普內容的產品，主要包括科普視頻動漫、科普游戲、科普讀物及相關科普應用App等。

據中國互聯網絡發展狀況統計報告顯示，截至2017年12月，中國網民規模達7.72億，普及率達到55.8%，超過全球平均水平（51.7%）4.1個百分點，超過亞洲平均水平（46.7%）9.1個百分點。其中手機網民規模達7.53億，網民中使用手機上網人群的占比由2016年的95.1%提升至97.5% [3]。消費群體的規模逐年遞增，科普產品需要積極適應新環境，移動互聯網科普產品迎來了重要發展機遇。

國內已有不少相關學者和研究機構意識到借助移動互聯網技術，發展移動互聯網科普產品正成為一種趨勢。中國科協、北京科協、團中央少工委、電子工業出版社、中國科技館和中科院都在嘗試推動建設科普動漫、科普游戲、手機科普和科學社會化網絡服務平臺等[4]。中國氣象局氣象宣傳與科普中心也開發設計了一系列基于移動互聯網技術的氣象類科普產品。

2 目前市面上桌面氣象站類產品現狀調查

2.1 什么是桌面氣象站

提起氣象站，人們首先會想到天氣預報，一般傳統媒體都會設有天氣預報模塊，方便公眾了解天氣資訊，相信大多數人還會通過網絡，簡單點擊幾下獲取到詳細的天氣信息和各種指數。但天氣預報節目或是網上獲取的數據都是整個城市或區域的，代表居住地區的整體天氣情況，如果我們想要了解身邊的氣象信息呢？比如家里、學校、辦公室等，傳統方式或是互聯網恐怕都難以迅速實現。

一種可以放在身邊的小型智能氣象站類型產品應運而生，此類產品我們可以統稱為“桌面氣象站”。桌面氣象站顧名思義，外觀小巧，可以放置于桌面，隨時調整放置場景，便于攜帶移動；內部可集成多種氣象探測傳感器，實現室內外溫、濕、壓、空氣質量等相關氣象要素的探測和顯示；此外，還可通過移動互聯網技術等實現遠程數據的實時獲取。

2.2 市場上桌面氣象站類產品優勢與劣勢

通過調研目前市場上或各研究領域中與桌面氣象站具有類似功能的產品發現，這些被命名為“某某氣象站”的產品，價格下至十幾元，上至千余元，種類非常豐富。從產品功能來看，價格相對低廉的產品，主要以時鐘顯示加溫度或濕度顯示為主；價格相對較高的產品，可以監測的要素更為全面，除了溫度、濕度，還包括氣壓、空氣質量、二氧化碳濃度等。從產品形式來看，主要分為一個監測模塊或多個監測模塊，一個監測模塊主要針對室內各類氣象數據的監測，多個模塊就是在室內監測模塊基礎上進行拓展，同時可以監測室外的某些氣象數據。

通過對比不難看出（如表1），一些價格較高的桌面氣象站類產品，可以監測到的要素十分豐富，而且一般可以利用移動互聯網技術實現數據的隨時隨地獲取，產品更重視個性化設計，外觀獨具匠心，操作過程有一定趣味性，對公眾有一定吸引力，但部分聽起來很有“科技感”的功能，在實際操作中性能并不穩定，容易出現問題；一些價格相對低廉的桌面氣象站類產品，具備的監測要素十分有限，外觀也不夠新穎，而且缺失移動互聯網技術的支持，難以實現數據的遠程監測，用戶體驗大打折扣，容易讓人失去興趣。

3 基于移動互聯網技術的桌面氣象站類產品開發設計

3.1 桌面氣象站設計框架

基于前期對市面上部分相關產品的調研，進一步明確了開發思路，本文設計的桌面氣象站作為一種氣象科普產品，要突出鮮明的氣象特色。在外觀上，以簡約風格為主，融入標志性氣象造型元素；在功能上，以成本可控為前提，要滿足對溫度、濕度、壓強、PM2.5等基本氣象要素的監測，并具有一定擴展性。

桌面氣象站的組成包括多個模塊（如圖1），用戶使用相應的模塊實時監測室內的氣象參數、空氣質量等情況；采集氣象預警信息，并根據用戶地域進行語音播報推送（需聯網）；還可以連接手機，通過App實時反饋與記錄氣象參數，并對超標的參數進行提示。

3.2 桌面氣象站設計方案

桌面氣象站具體包括氣象站核心控制模塊、氣象站數據傳感拓展模塊、互聯網藍牙音箱模塊和外觀模塊等幾部分。各模塊具有一定獨立性，部分模塊可以根據不同的使用場景單獨或組合使用，每個模塊在對應位置設有專門的連接裝置，通過磁鐵、卡扣方式進行連接和緊固，同時又便于拆卸。

3.2.1 氣象站核心控制模塊

氣象站核心控制模塊使用32位單片機作為主控芯片，搭載1.5寸OLED屏作為顯示屏幕，擁有電源開關、模塊擴展控制等功能按鍵。模塊可將采集到的數據分區域化顯示，并對一周7天的數據進行數據分析，再搭載無線WiFi芯片作為數據傳輸橋梁，內部GPS芯片可以獲取位置信息，基于位置進行氣象預警信息下載、顯示和語音播報推送。模塊擁有無線狀態顯示燈，數據可以接入家庭WiFi，通過無線直連技術進行設備控制調試，并將傳感器采集到的數據傳輸到App終端，配套的App可以進行數據的讀取和警報提示。模塊采用聚合物電池供電，可通過USB、充電寶等常見設備進行充電。

3.2.2 氣象站數據傳感拓展模塊

氣象站數據傳感拓展模塊以溫度、濕度、大氣壓傳和PM2.5傳感器等數據采集傳感器作為氣象數據獲取工具，通過USB接口與氣象站核心控制模塊相連接，將采集到的數據輸入控制模塊并在其上記錄和顯示。拓展模塊可根據需求擴展和接入不同的數據傳感器，獨立主控的設計使設備具有不受限制的升級拓展可能。

3.2.3 互聯網藍牙音箱模塊

互聯網藍牙音箱模塊使用WiFi模塊和藍牙高速傳輸芯片，搭載50MM全頻喇叭單元。設備可通過該模塊對下載推送的氣象預警信息進行實時廣播，還能連接WiFi獨立上網進行音樂收聽，以及使用藍牙連接手機播放音頻，同時還可集成帶回音及噪聲消除技術的麥克風，點擊通話按鈕即可使用揚聲器進行無噪聲無回音的免提通話。

3.2.4 外觀模塊

外觀模塊主要是對桌面氣象站外觀造型進行整體設計，突出氣象特色，可以根據人影飛機造型制作樹脂擺件，以不銹鋼支架與底座相連接，采用可替換的接口，用戶可根據喜好自由更換擺件，也方便后續推出一系列氣象裝備模型進行升級替換。此外，在整體造型中加入一個筆筒框架，進一步豐富設備實用功能，滿足用戶基本需求。

4 前景與展望

隨著大數據時代的到來，新技術不斷創新和應用，基于移動互聯網技術的科普產品越來越受到人們歡迎。桌面氣象站作為一種氣象科普產品，與傳統氣象站相比，在精度與專業性上存在一定差距，但這類產品操作簡單，小巧便攜，具有一定裝飾性和實用功能，不僅有效激發了公眾對氣象科普和氣象探測的興趣，也為氣象頗具神秘感的專業形象增添更多親切感，是一種實現公眾與氣象“零距離”接觸的智能氣象科普產品。今后，還需要進一步探索如何對桌面氣象站類產品進行升級改造，更好地利用移動互聯網技術，在氣象科普產品中融入更多具有趣味性、科技感的實用功能。

未來，利用移動互聯網技術推進氣象科普產品研發工作，一方面可以借助科技手段創新氣象科普產品形式，提升產品影響力，滿足不同受眾對氣象科普的需求；另一方面也可以為探索基于移動互聯網平臺的氣象信息發布、傳播和接收形式提供有益借鑒。

參考文獻

[1]李范，馬馳，黃德生.全球極端天氣研究的情報學分析[J].現代情報，2012（9）：9-15.

[2]龔晗.移動互聯網技術在科普中的應用探索[J].自然科學博物館研究，2016（S2）：39-42.

[3]第41次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[EB/OL]. 2018，1.

[4]何同亮，周榮庭，李雅箏.基于消費價值理論的移動互聯網科普產品消費意愿研究[J].科普研究，2016（4）：12-17.