随着科技的发展,无人船已广泛应用于水质监测。传统的水质监测无人船在测量多个点的水质参数时存在智能化程度低、设置目标点不灵活等不足。为了提高水质监测效率,本文综合运用物联网技术、嵌入式技术、百度地图及多目标点路径规划算法,研究并设计了一种具有灵活设置目标点、多点路径寻优、自巡航定点监测等功能的水质监测无人船系统,本文主要研究工作包含以下三个方面:（1）针对无人船存在多个水质监测目标点时的路径规划问题,采用先全局最短路径规划再局部避障的路径规划方法。首先选择蚁群算法进行全局最短路径规划,选择人工势场法进行局部避障;然后针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,从调整初始信息素浓度分布、改进信息素更新规则和动态调整信息素挥发因子三个方面改进蚁群算法;最后使用MATLAB仿真验证了改进蚁群算法比传统蚁群算法多点路径寻优能力更强,人工势场法能有效的躲避障碍物。（2）无人船系统整体结构及硬件设计。首先采用物联网的三层架构对无人船系统进行整体设计,其中船载系统为感知层,数据传输模块为网络层,Qt Creator开发的服务器界面为应用层;接着设计了系统的硬件总体结构,包括以STM32单片机为控制核心的下位机系统和以PC机为控制核心的上位机系统;最后分别设计下位机系统中无人船的船体、数据采集模块、数据传输模块、动力驱动模块。（3）无人船系统软件设计。首先为了提高船载系统的实时性和稳定性,在STM32中移植UCOSIII实时操作系统并设计数据采集、数据通信、航向控制等任务的程序;接着在上位机系统中开发百度地图和服务器界面,实现了在线设置监测目标点和数据实时显示与保存功能;最后在服务器界面中嵌入改进的蚁群算法和人工势场法实现了无人船系统多目标点最短路径规划及自动避障功能。本系统经过多次实验。结果表明:系统在服务器界面中能灵活设置目标点并进行最短路径规划,无人船能根据规划路径自动巡航到各目标点测量水质及自动避障。服务器界面中能实时显示水质参数、无人船航迹及查询数据库中水质历史数据。系统总体运行稳定、实用性强,能满足常态化水质监测需求。