水质监测是污染防治和环境保护的重要手段。随着三峡大坝的建成投产，库区水环境安全形势日趋严重，对库区水体主要污染指标进行实时在线监测显得十分重要。本文以科技部国际合作项目“三峡库区环境监测微系统”为依托，针对库区水环境中铬、铅、挥发酚、化学耗氧量、阴离子表面活性剂、氨氮、总磷等七种指标的实时在线监测需求，结合重庆大学微系统研究中心自主研发的可见光微型光谱仪，在前期移动机械手式多参数水质监测仪机械结构设计基础上，进行了单片机控制电路和嵌入式测量交互式系统的研究，研制了一种集数据采集、存储、处理和结果分析与显示等功能为一体的多参数水质监测仪。论文主要研究工作是：①针对系统中大量I/O器件的控制需求，提出了一种基于双单片机协同控制结构的控制电路方案，主控单片机完成总体控制，辅助单片机扩展I/O口，设计了该方案的硬件电路原理图，制作了印刷电路板（PCB），并编写了相应的控制软件。②为了实现微型光谱仪数据的采集处理和仪器的总体控制，在S3C2440A处理器为核心的嵌入式硬件平台基础上，构建了嵌入式Linux软件平台，移植了QT/Embedded图形库，设计并实现了数据采集、处理和人机交互界面应用程序。③为了对多个指标的浓度进行定量测量并减小背景组分和杂质的干扰，在上述嵌入式Linux平台上，设计并实现了基于可见分光光度法和等吸收双波长法的多指标浓度测量算法。④综合利用上述技术，组装了一台多参数水质监测仪样机，并对其进行了功能性、稳定性和准确性测试。实验结果充分验证了上述设计和研究成果的可行性。