随着水污染问题的日益严重,建立一套实时的、先进的、准确的水流域监测系统对水污染的治理与预警起着至关重要的作用。本课题针对呼兰河流域水污染问题设计了一套水质在线监测系统,实现对呼兰河流域的监测与预警。论文分析了国内外水质监测技术的发展趋势,设计了一套包含传感器模块、数据采集模块、安全模块、4G无线通信模块等部分组成的水质在线监测系统,对呼兰河流域进行24小时不间断监测。数据采集模块基于高性能嵌入式单片机AM3358和STM32来设计,其中,采集主控板运行Linux操作系统,它负责与上位机和采集子板进行通信。为采集子板移植了FreeRTOS操作系统,它负责工业现场模拟信号、电压信号的采集以及数字信号的输出控制功能,两块板卡之间通过基于RS485总线的MODBUS协议进行通信。整个系统位于无人值守的野外,为其设计了安全模块来进行保护,一旦发生异常,将触发摄像头拍照上传。同时,建立了基于模糊神经网络的水质评估模型,实时对水质情况进行分析,当水质评估因子超过设定的污染阈值时,将在上位机端进行预警提示。工业现场的数据通过4G无线通信模块实时上传到数据库,然后经过服务器,可在监控中心上位机端进行实时显示。论文最后给出了整套水质在线监测系统软硬件的联合测试,并进行了误差分析,并且对建立的水质评估模型进行了测试,测试结果表明,水质在线监测系统满足呼兰河流域实时监测与预警的需求。