随着人类文明的提高和科学技术的发展，人们越来越重视海洋对人类生存的重要性。大型海洋资料浮标观测资料具有参数种类齐全、平台稳定性好、全天候长期连续监测、观测准确度高、受自然条件限制小特点，是十分重要的海洋监测装置。随着微电子技术不断地进步以及对海洋观测要求的提高，老式的海洋浮标受到其自身软硬件结构的问题，扩展和维护都非常困难。本文所涉及的大型浮标采用了集散式结构，由一个主机和若干前置机组成。主机负责卫星通讯和人机界面，前置机负责海洋参数采集。前置机要兼顾多种传感器的数据采集、存储和通信多种功能，对软件设计提出了很高的要求。为了使前置机软件开发时功能单元划分明确、合理、易于升级维护，使用UML（Unified ModelingLanguage）来对前置机软件建模是十分必要的。浮标前置机软件所涉及的传感器数据采集、通信和数据存储逻辑较为复杂。本文中的用例图设计法针对前置机软件的需求划定了系统边界、抽象出了前置机系统的参与者、整理出了系统内的用例及其关系，使得前置机软件需求条理清晰、模块划分明确。在进一步的软件静态分析中对系统各个进程之间的交互设计了明确的交互步骤，并通过循环、并发、条件等组合标签准确的描述了多个进程间的复杂特性。在动态建模部分本文根据静态建模中规划出的软件需求，首先对系统顶层结构进行了状态设计，妥善的处理了数据采样任务和辅助任务之间的接口和跳转关系；在对串口类传感器进行状态设计的时候考虑了其协议复杂的特性，使得流程清晰明了；在对AD类和脉冲类传感器进行设计的时候为其统计参数计算复杂的特性设计了相应的状态机。软件实现部分在动态建模的基础上，又充分考虑了各个传感器本身的特性。在状态机的状态和跳转条件不变的前提下，结合各个传感器各个状态的协议、计算方法、状态跳转机制等关键技术进行了开发和实现，特别对真风向和真风速的复杂算法进行了设计和实现。由于进行了详细的软件建模设计，复杂的前置机软件得以在短期内完成编码工作。本文所涉及的大型浮标已经成功的在东海海域连续工作了一年以上，在此期间前置机软件工作高效、稳定，充分证明了软件建模工作的有效性和必要性。