无论在科学研究中，还是在工业生产中，风速测量都有大量的应用，尤其在气象领域和风力发电领域，风速测量有着更重要的价值。而相对于传统的风速测量仪来说，超声波测风仪有很多优点，比如精度高，没有机械损耗等。本系统是基于超声波在空气中的传播特性而设计的。超声波在空气中传播时，会受到空气流动的影响，在顺风和逆风状态下的传播速度是不同的，那么根据传播速度的不同，可以计算出影响超声波的风速。本系统的硬件电路设计和算法研究是本文的重点研究内容，硬件结构的整体设计则是整个超声波测风仪方案的具体实现。硬件电路设计部分主要采用了模块化的设计方法，可以分为超声波信号收发电路模块，信号放大及通道切换电路模块，数字信号处理模块，RS422接口电路模块。算法研究主要是基于双频信号理论的改进算法，计算超声波信号的传播时间，然后利用传播时间计算即时风速风向。经过测试，系统可以完成对超声波信号的采样，能够满足设计精度计算出即时风速。