近年来,水产养殖业朝着工厂化、高密度的养殖模式快速转型,养殖产量日益提高的同时伴随而来的是水质恶化问题。水质恶化不仅导致了环境污染,而且会引起养殖对象的发育不良,甚至大面积死亡。因此,加强对养殖水体的多参数监测势在必行。目前常用的水质监测技术包括便携式水质检测仪、在线水质分析仪和基于无线传感网络的水质监测系统,但是因为水产养殖工厂的待检测点多,所以现有水质监测技术都存在人力成本或者检测设备成本高的问题。针对上述问题,研制了一种面向水产养殖的水质多参数巡回监测系统,采用自动巡回小车与水质多参数检测设备结合的方式,实现了只用一套检测设备完成多个养殖池中水质的pH值、温度、溶解氧、氨氮和亚硝酸盐氮的检测任务。主要研究内容如下:(1)针对水产养殖工厂的路面特点,设计一套巡回小车视觉循线导航方法,在图像预处理过程中提出一种“连通域特征筛选降噪法”以排除路面上水渍的干扰,在引导轨线的检测过程中改进了现有的中心线搜索算法;(2)在水样采集过程中,水质检测设备与养殖池的空间距离会导致水样采集困难,针对该问题提出了一种新的水样采集方法,该方法克服了各个养殖池的环境差异,提高了检测系统的鲁棒性;(3)完成了水质多参数现场检测装置中水样采集、传感器检测、吸光度检测、视觉导航、巡回小车等机构以及相关软件和硬件的设计。(4)从系统功能、数据库、网络通信三个层面设计了上位机远程监控软件,实现了水质多参数的实时显示、用户管理、数据存储、历史查询等功能;(5)在构建的面向水产养殖的水质多参数监测系统实验平台上,进行了巡回小车导航实验、水质多参数检测精度和重复性实验以及微量注射泵的加药精度实验,验证了系统的实用性和可靠性。实验结果表明:本课题设计的巡回小车视觉导航性能达到了预期效果;水质多参数检测装置能够实现5种水质参数的检测且检测误差低,pH值、温度和溶解氧的检测相对误差分别小于0.004、0.016和0.045,氨氮和亚硝酸盐氮的检测结果与DR900型检测仪检测结果的差值分别在0.03mg/L和0.002mg/L以内。因此,本监测系统能满足水产养殖需求。