本论文讨论了面向监控领域的组态软件的设计思想和实现方法，并在此基础上实现了一个原型软件。 本文首先抽象了监控软件的特定需求，此后参考国内外成熟的商用组态软件，给出了监控领域组态软件的典型结构。该结构合理地实现了实际需求到软件框架的映射，它包括数据I／O、过程逻辑、人机界面三个彼此关联又相对独立的层次模块。 数据I／O模块是监控软件的基础，本文着重讨论了开放的数据I／O机制的实现方案，包括组态软件和不同数据源的通信方案设计、多路数据访问的冲突控制、可扩展驱动程序的接口规范、多设备并行数据交换的调度。 监控软件必须提供算法模块来处理过程数据，并能利用处理结果对目标设备进行控制。本文将监控过程中的算法分解为通过输入输出接口进行连接的独立环节，并将环节组合抽象为有向无环图。提出了基于有向无环图扫描的控制逻辑实现方法，并给出了两种典型的环节组合扫描算法。为了满足对数据处理算法和控制算法的扩展要求，设计了基于动态链接库的自定义环节扩展方案。 在人机界面层，本文讨论了监控画面的编辑环境实现。抽象了画面基本元素，用面向对象的方法设计了一组可组合的图形原件类，并给出了图元基类的接口说明。本文讨论了画面生成中图元编辑过程的封装方法，给出了一组封装不同图元生成过程的工具类；本文还分析了编辑环境中的典型编辑功能的实现机制。结合计算机图形学，讨论了用图元的动态显示特性模拟监控对象的实现方法。