使用和維護自動氣象站的前提是了解其工作原理和結構。自動氣象站的基本原理是傳感器將相應氣象要素的變化轉化為相應的電信號變化。隨著氣象要素的變化，自動氣象站傳感器輸出的電量發生變化，由CPU控制的數據采集器實時采集。經過線性化和量化，實現了工程量到氣象要素的轉換。質量控制后，對數據進行篩選，以獲得各種氣象要素的值。

自動氣象站由硬件和系統軟件組成。包括硬件傳感器、采集器、通信接口、電源、計算機等。系統軟件包括采集軟件和業務應用軟件。為了實現聯網和遠程監控，需要配置遠程監控軟件，將自動氣象站與中心站連接起來，形成自動氣象站網絡。

目前，自動氣象站數據采集器主要采用分布式和線性架構。分布式模式是通過以CPU為核心的采集器對分散的傳感器信號進行采集和處理；總線模式是通過總線連接各種功能模塊(板)，對分散的傳感器信號進行采集和處理。

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