在中国移动通信网络快速崛起的大背景下,4G通信,WiFi以及各种无线通信技术已经应用在我们生活的方方面面,同时在雷电监测领域具备高性能的小型化轻便易安装的雷电探测系统的设计也变得越来越重要。而与此同时,传统的雷电探测系统弊端日益暴露,其中就包括网络线缆铺设的不便和建造成本的昂贵。如今,为了解决这一问题,如何去设计一个具有小型轻便易安装的雷电探测系统具有很重要的意义。同时,其硬件系统设计紧凑坚固,集成度高,要便于户外安装和调试这一要求也不可或缺,这一问题受到学者和工程师们的广泛关注。本文的工作内容通过对现有雷电监测系统弊端的分析,对其电源控制系统,数据传输方式进行了改进,通过这样的方法可以使整个基站的日常运行更加可靠,稳定。本论文主要的研究内容如下所示:1.设计了模数混合数据采集电路板,并且在该板中集成了含有ZYNQ芯片的核心开发板TE0720-03-2IF、4G通信模块以及GPS模块,介绍了数据采集电路设计的依据,使用Altium Designer 6.9对电路板进行绘制,最后将成品制作了出来。2.基于搭载ZYNQ芯片的测试板Zedboard,使用了ZYNQ的高性能传输接口完成高速数据的交互,将数据在PL和PS之间传输,将采集到的数据存储在DDR3中,合理的去分配计算任务,最终在Zedboard上完成对此数据传输的测试,并在Linux系统中实时分析天电探测仪采集到的测试数据,操作简单,稳定高效。3.使用了基于太阳能电池供电的双极性电源系统。首先我们要了解太阳能输出是无法直接用来作为天电监测系统的供电系统,我们需要双极性并且大于±12V的电压输出,因此光靠线性稳压器无法实现,这里想到了结合线性稳压器和开关电源,这一思路也被广泛应用在目前的电源管理方法中。设计过程中对输入电源纹波抑制,带载测量的电压值进行了分析,最后设计了电路板并焊接完成,测试并验证了理论的正确性。4.使用了4G通信的天电数据传输方案,并且完成了该系统上位机软件的开发设计。阐述了该上位机软件的设计思路,软件控件的使用,软件界面的设计,花生壳端口映射用来穿透内网,便于在主站服务器使用,最后验证了该软件能否很好的去完成对天电数据与主站之间的无线传输,并对天电数据进行简单的解析,很直观的显示出天电的地理位置和波形。