近年来，长江内河航运凭借庞大的运输量、低运输成本和运输方便等优势逐步发展为内河航运主力军，并为我国国民经济的增长和综合国力发展做出了重大贡献。随着船舶种类和数量不断增加，船舶航行安全也越来越受到人们的重视，但即便如此，内河航运事故也时常发生，而船舶超吃水违法行为更是事故发生的主要原由。船舶吃水值作为衡量船舶航行安全性能的重要参数，海事管理部门可以此掌握在航船舶的吃水状况，并获取船舶的实际载货量，把控船舶航行状态。
　　我国是造船大国，多种类船舶体态差异、载运差异、航道环境等因素对研究船舶吃水检测系统造成了重重阻碍。目前国内现存船舶吃水检测系统和检测装置较多，但大部分结构灵活性较差、实时数据处理速度较低、数据共享范围较窄、系统的硬件成本和运维成本较高。研究并开发结合先进技术实现的高性能船舶吃水远程实时监测系统对保障船舶安全航行、维护内河航域环境和推进航运经济稳步发展更具重大而深远的意义。
　　本文将当前先进的集成电路开发、自动控制、数字信号处理、物联网、节资环保等理念融入内河船舶吃水远程实时监测系统研究。采用软硬件结合、动静态仿真和实验测试的方式，依托当前兴起的云网络优势研究并开发了基于云服务的内河船舶动态吃水远程监测系统，完成了系统硬件设计、软件设计、性能测试、误差分析以及系统改进分析等工作。
　　系统硬件设计部分首先研究了超声波传感器整体设计，包括单探头工作电路设计、无限增益多路反馈有源带通滤波器设计、检波电路设计。其次，研究了数据采集系统辅助电路设计，包括多路传感器复用模块设计、串口转换设计、辅助传感器应用电路设计、系统电源设计、支撑架自主升降系统设计等。最后，完成了传感器阵列“空分复用”布局设计、从站数据采集装置PCB制作以及相关硬件模块的性能测试。所设计的单探头超声波传感器的小测量距离能够达到0.5m，带通滤波器的中心频率为40KHz，输出增益后的电压幅值为14V左右，多路传感器复用模块能够最大支持12双向通道扩展，检波电路的的正限幅电压值为2.681V，负限幅电压值为-0.601V，阈值电压为±1.989V。
　　软件部分包括系统B/S体系设计、数据采集现场层传感器通信与控制程序、基于小波包变换的软件滤波设计、数据采集器通信程序、系统云平台设计、基于DSN的用户GUI与云数据库通信程序、基于阿里云ECS实例的用户GUI部署设计与调试、基于多种二维滤波去噪算法的异常数据剔除程序等。分析表明，采用小波分析对回波信号进行降噪处理，包络曲线的最大误差值在±0.04V左右。
　　最后，采用PCB开发板进行了传感器性能测试，并根据实验数据进行了误差分析，结果表明温度测量误差不超过±0.1℃，最大测距误差不超过2.8cm，且系统软件能够实现人机交互并以不同方式显示船舶的实时吃水状态。