通过各类加热管、电阻式加热丝、陶瓷发热元器件的加热效果进行反复筛选，对观测数据的影响进行论证试验，最终选用电阻加热丝为风传感器防冻害的加热元件。

3  软件设计

      控制程序由数据采集、参数设定、加热控制等部分组成。通过采集程序读取自动气象站自动生成的实时数据文件，提取气温、风速、相对湿度等指标数据[10-11] ，若达到设定的临界参数时，通过串口给ATmega8发出控制指令，自动启动加热电路工作，待延时一定时间（达到设定的加热持续时间或不满足冻结条件时）发出停止加热指令，断开加热电路，关闭加热状态。也可以使用该软件选择“人工启动”方式，人工控制加热电路的启动与停止，达到自动气象站风传感器防冻、融冻的目的。

      控制程序基于Visual Basic 6.0开发。使用微软公司提供的MsComm控件有效避免了直接调用Win32API造成的编程繁琐等弊端，以较少代码量实现本系统要求的全双工异步通信[12-14] 。用户可通过该软件任意控制加热电路的运行。软件运行界面如图5所示。

控制程序一般安装在自动气象站监控微机上便于读取实时观测资料。若安装在其它微机上，则必须设定实时观测资料的共享路径。若微机串口不够用，可以使用USB转232接口进行转换，但需安装USB线驱动程序，并在控制程序中正确设定串口的端口号。开发中使用笔记本电脑并安装USB线驱动程序试验运行通过。

4  硬件安装

4.1  加热装置

      自动气象站风传感器加热装置选用电阻加热丝为加热元件，安装在传感器内部。优点是：①由于对风流场不产生影响，没有机械摩擦影响，对测风光电计数器没有影响。因此，不影响观测数据准确性；②电阻加热丝装置具有易换性、易维护性、易维修和价格低廉等特点；③加热装置的预期寿命及周期为2a以上，便于自动气象站定期维护。

4.2  加热导线和供电电源

      自动气象站风传感器加热装置利用厂家预留的空间位置，导线与自动气象站供电线路走向相同，通过自动气象站风杆内部送到传感器，不影响美观，同时保证能抗雷击和电磁干扰[15-17] 。

      使用交流电源变压器将自动气象站供电的220V交流转换为36V（安全电压），作为加热电压，以保证对人体和仪器的安全。电热丝电阻为150Ω，加热功率为8.64W。整个电路体积小巧，重量在1000g以下，可以安放在采集器机箱内。

5  运行检验

      此加热装置先期在家用电冰箱进行模拟试验，当-18℃时，经加热元件加热表面温度。保证在5℃。试验中在传感器外表面安置了温度传感器，进行温度观测，若＞40℃则自动断电，不会对传感器元件造成热损伤和损害。在试验中未出现＞40℃的情况。
      为了保证试验的对比性，在2006年10月5日至2008年6月25日进行了“自动气象站雨、雾凇和冰冻防冻害观测试验”。试验传感器（有加热装置）和业务用传感器（没有加热装置）均在观测场内，试验传感器架设在电接风铁塔上方，并与业务用风传感器保持相同高度。试验期间，恰逢2008年初全国最严重的低温雨雪冰冻灾害发生，从2月28日至3月16日，业务用自动气象站风传感器（未加装防冻装置）连续17d冻结，试验用传感器（有加热装置）未发生一次冻结。