基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的氣象科普產(chǎn)品開發(fā)探索

張倩 唐立巖

摘 要 隨著科技的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)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(yè)快速發(fā)展的今天，如何更好地將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與氣象科普工作相結(jié)合，創(chuàng)新氣象科普產(chǎn)品形式，豐富氣象科普產(chǎn)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(chǎn)品為例，就移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在氣象科普產(chǎn)品中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并闡述了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的桌面氣象站產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)思路。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；氣象；科普產(chǎn)品；桌面氣象站

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）213-0001-03

隨著全球氣候持續(xù)變暖， 各類極端天氣頻繁發(fā)生，所造成的災(zāi)害損失和影響也不斷加重[1]，氣象與生活的關(guān)系越來越密切，人們也越來越關(guān)注天氣氣候信息、關(guān)注氣象科普內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)日益成熟，特別是3G和4G通信技術(shù)的發(fā)展，以及手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端普及的推動(dòng)，各種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的科普產(chǎn)品和應(yīng)用日益涌現(xiàn)[2]。將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與氣象巧妙結(jié)合，不僅可以方便公眾更快速高效的獲取氣象信息，同時(shí)也是對報(bào)紙、電臺(tái)、電視等各類傳統(tǒng)媒體氣象信息發(fā)布渠道的進(jìn)一步拓展。基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的氣象科普產(chǎn)品研發(fā)，將進(jìn)一步豐富氣象科普產(chǎn)品種類，提升氣象科普產(chǎn)品吸引力，更好地拉近公眾與氣象的距離。

1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在科普產(chǎn)品中的應(yīng)用探討

近幾年，移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)成為了當(dāng)今世界發(fā)展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)，它們的增長速度是任何預(yù)測家未曾預(yù)料的，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)更是如此[2]。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)科普產(chǎn)品是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字技術(shù)，將科普產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化開發(fā)或創(chuàng)新制作，并通過移動(dòng)終端獲取的包含相關(guān)科普內(nèi)容的產(chǎn)品，主要包括科普視頻動(dòng)漫、科普游戲、科普讀物及相關(guān)科普應(yīng)用App等。

據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，截至2017年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7.72億，普及率達(dá)到55.8%，超過全球平均水平（51.7%）4.1個(gè)百分點(diǎn)，超過亞洲平均水平（46.7%）9.1個(gè)百分點(diǎn)。其中手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7.53億，網(wǎng)民中使用手機(jī)上網(wǎng)人群的占比由2016年的95.1%提升至97.5% [3]。消費(fèi)群體的規(guī)模逐年遞增，科普產(chǎn)品需要積極適應(yīng)新環(huán)境，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)科普產(chǎn)品迎來了重要發(fā)展機(jī)遇。

國內(nèi)已有不少相關(guān)學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)意識(shí)到借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，發(fā)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)科普產(chǎn)品正成為一種趨勢。中國科協(xié)、北京科協(xié)、團(tuán)中央少工委、電子工業(yè)出版社、中國科技館和中科院都在嘗試推動(dòng)建設(shè)科普動(dòng)漫、科普游戲、手機(jī)科普和科學(xué)社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)等[4]。中國氣象局氣象宣傳與科普中心也開發(fā)設(shè)計(jì)了一系列基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的氣象類科普產(chǎn)品。

2 目前市面上桌面氣象站類產(chǎn)品現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 什么是桌面氣象站

提起氣象站，人們首先會(huì)想到天氣預(yù)報(bào)，一般傳統(tǒng)媒體都會(huì)設(shè)有天氣預(yù)報(bào)模塊，方便公眾了解天氣資訊，相信大多數(shù)人還會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)，簡單點(diǎn)擊幾下獲取到詳細(xì)的天氣信息和各種指數(shù)。但天氣預(yù)報(bào)節(jié)目或是網(wǎng)上獲取的數(shù)據(jù)都是整個(gè)城市或區(qū)域的，代表居住地區(qū)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(xué)校、辦公室等，傳統(tǒng)方式或是互聯(lián)網(wǎng)恐怕都難以迅速實(shí)現(xiàn)。

一種可以放在身邊的小型智能氣象站類型產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，此類產(chǎn)品我們可以統(tǒng)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(shí)調(diào)整放置場景，便于攜帶移動(dòng)；內(nèi)部可集成多種氣象探測傳感器，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外溫、濕、壓、空氣質(zhì)量等相關(guān)氣象要素的探測和顯示；此外，還可通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。

2.2 市場上桌面氣象站類產(chǎn)品優(yōu)勢與劣勢

通過調(diào)研目前市場上或各研究領(lǐng)域中與桌面氣象站具有類似功能的產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，這些被命名為“某某氣象站”的產(chǎn)品，價(jià)格下至十幾元，上至千余元，種類非常豐富。從產(chǎn)品功能來看，價(jià)格相對低廉的產(chǎn)品，主要以時(shí)鐘顯示加溫度或濕度顯示為主；價(jià)格相對較高的產(chǎn)品，可以監(jiān)測的要素更為全面，除了溫度、濕度，還包括氣壓、空氣質(zhì)量、二氧化碳濃度等。從產(chǎn)品形式來看，主要分為一個(gè)監(jiān)測模塊或多個(gè)監(jiān)測模塊，一個(gè)監(jiān)測模塊主要針對室內(nèi)各類氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)測，多個(gè)模塊就是在室內(nèi)監(jiān)測模塊基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，同時(shí)可以監(jiān)測室外的某些氣象數(shù)據(jù)。

通過對比不難看出（如表1），一些價(jià)格較高的桌面氣象站類產(chǎn)品，可以監(jiān)測到的要素十分豐富，而且一般可以利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隨時(shí)隨地獲取，產(chǎn)品更重視個(gè)性化設(shè)計(jì)，外觀獨(dú)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(shí)際操作中性能并不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)問題；一些價(jià)格相對低廉的桌面氣象站類產(chǎn)品，具備的監(jiān)測要素十分有限，外觀也不夠新穎，而且缺失移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測，用戶體驗(yàn)大打折扣，容易讓人失去興趣。

3 基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的桌面氣象站類產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)

3.1 桌面氣象站設(shè)計(jì)框架

基于前期對市面上部分相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)研，進(jìn)一步明確了開發(fā)思路，本文設(shè)計(jì)的桌面氣象站作為一種氣象科普產(chǎn)品，要突出鮮明的氣象特色。在外觀上，以簡約風(fēng)格為主，融入標(biāo)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(qiáng)、PM2.5等基本氣象要素的監(jiān)測，并具有一定擴(kuò)展性。

桌面氣象站的組成包括多個(gè)模塊（如圖1），用戶使用相應(yīng)的模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)的氣象參數(shù)、空氣質(zhì)量等情況；采集氣象預(yù)警信息，并根據(jù)用戶地域進(jìn)行語音播報(bào)推送（需聯(lián)網(wǎng)）；還可以連接手機(jī)，通過App實(shí)時(shí)反饋與記錄氣象參數(shù)，并對超標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行提示。

3.2 桌面氣象站設(shè)計(jì)方案

桌面氣象站具體包括氣象站核心控制模塊、氣象站數(shù)據(jù)傳感拓展模塊、互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)牙音箱模塊和外觀模塊等幾部分。各模塊具有一定獨(dú)立性，部分模塊可以根據(jù)不同的使用場景單獨(dú)或組合使用，每個(gè)模塊在對應(yīng)位置設(shè)有專門的連接裝置，通過磁鐵、卡扣方式進(jìn)行連接和緊固，同時(shí)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(jī)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(guān)、模塊擴(kuò)展控制等功能按鍵。模塊可將采集到的數(shù)據(jù)分區(qū)域化顯示，并對一周7天的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再搭載無線WiFi芯片作為數(shù)據(jù)傳輸橋梁，內(nèi)部GPS芯片可以獲取位置信息，基于位置進(jìn)行氣象預(yù)警信息下載、顯示和語音播報(bào)推送。模塊擁有無線狀態(tài)顯示燈，數(shù)據(jù)可以接入家庭WiFi，通過無線直連技術(shù)進(jìn)行設(shè)備控制調(diào)試，并將傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸pp終端，配套的App可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和警報(bào)提示。模塊采用聚合物電池供電，可通過USB、充電寶等常見設(shè)備進(jìn)行充電。

3.2.2 氣象站數(shù)據(jù)傳感拓展模塊

氣象站數(shù)據(jù)傳感拓展模塊以溫度、濕度、大氣壓傳和PM2.5傳感器等數(shù)據(jù)采集傳感器作為氣象數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)輸入控制模塊并在其上記錄和顯示。拓展模塊可根據(jù)需求擴(kuò)展和接入不同的數(shù)據(jù)傳感器，獨(dú)立主控的設(shè)計(jì)使設(shè)備具有不受限制的升級拓展可能。

3.2.3 互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)牙音箱模塊

互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)牙音箱模塊使用WiFi模塊和藍(lán)牙高速傳輸芯片，搭載50MM全頻喇叭單元。設(shè)備可通過該模塊對下載推送的氣象預(yù)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)廣播，還能連接WiFi獨(dú)立上網(wǎng)進(jìn)行音樂收聽，以及使用藍(lán)牙連接手機(jī)播放音頻，同時(shí)還可集成帶回音及噪聲消除技術(shù)的麥克風(fēng)，點(diǎn)擊通話按鈕即可使用揚(yáng)聲器進(jìn)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(jìn)行整體設(shè)計(jì)，突出氣象特色，可以根據(jù)人影飛機(jī)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(jù)喜好自由更換擺件，也方便后續(xù)推出一系列氣象裝備模型進(jìn)行升級替換。此外，在整體造型中加入一個(gè)筆筒框架，進(jìn)一步豐富設(shè)備實(shí)用功能，滿足用戶基本需求。

4 前景與展望

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，新技術(shù)不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的科普產(chǎn)品越來越受到人們歡迎。桌面氣象站作為一種氣象科普產(chǎn)品，與傳統(tǒng)氣象站相比，在精度與專業(yè)性上存在一定差距，但這類產(chǎn)品操作簡單，小巧便攜，具有一定裝飾性和實(shí)用功能，不僅有效激發(fā)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(yè)形象增添更多親切感，是一種實(shí)現(xiàn)公眾與氣象“零距離”接觸的智能氣象科普產(chǎn)品。今后，還需要進(jìn)一步探索如何對桌面氣象站類產(chǎn)品進(jìn)行升級改造，更好地利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在氣象科普產(chǎn)品中融入更多具有趣味性、科技感的實(shí)用功能。

未來，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進(jìn)氣象科普產(chǎn)品研發(fā)工作，一方面可以借助科技手段創(chuàng)新氣象科普產(chǎn)品形式，提升產(chǎn)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的氣象信息發(fā)布、傳播和接收形式提供有益借鑒。

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