云对大气的能量平衡和水汽循环有重要影响,在地球气候系统中扮演关键角色,因此详细了解云的辐射属性与图像属性具有重要意义。本项目旨在建立一套多波段全天空成像和辐射观测系统,测量太阳直接水平辐射、天空散射和全天空图像,为分析的云的属性提供数据来源。本项目设计并实现了一套多波段全天空成像和辐射观测系统,该系统主要由三部分组成:多波段全天空成像和辐射观测仪器、仪器的校正标定系统和云端数据采集与管理系统。多波段全天空成像和辐射观测观测仪器以开源计算机系统Raspberry Pi3作为控制核心,单片机开源硬件Arduino DUE负责实时任务,同步获取全天空图像、太阳直接水平辐射、天空散射、环境温湿度、位置信息和仪器状态信息等并实时上传至云端数据采集与管理系统。仪器的校正标定系统以异步消息队列Celery为中心,实现了 Cosine校正、绝对校正、线性度校正、光谱校正、图像位置校正等多项校正标定的分布式应用和校正数据的集中化管理。云端数据采集与管理系统以开源的IOT平台PandoCloud为基础修改而来,在其核心层增加了分布式文件系统FastDFS并在接口层增加了文件上传接口以满足观测仪器全天空图片和影带扫描数据的大规模小文件存储需求。另外利用其API和Django框架开发了仪器数据的可视化和仪器的实时控制应用。本项目现阶段部署了 20台仪器,实际运行表明这套系统运行稳定,部署灵活,扩展方便,服务器端数据采集与管理系统运行至今无任何严重问题,观测仪器环境适应能力强且数据精度高,对于大气理论研究领域具有重要意义,对现代化的小规模设备的IOT组网与数据采集和管理以及上层应用服务架构具有参考价值。