近年来,随着我国水产养殖业精细化程度的提高和产量上的不断增加,鱼类病害的发生、水质环境的恶化以及资源紧缺等问题逐渐显露,显然传统的生产技术和管理方法已经不能满足现代的水产养殖发展需求,因此对水质状况进行实时的管理和监控,已成为现代水产养殖业迫切需要解决的问题,养殖模式也将会由传统逐步向现代化转型。针对水产养殖业自动化水平相对较低的现状,本课题设计基于Zig Bee技术的智能化水质监测,选取水质参数中水温、p H值及溶氧量三个重要因子为主要对象,本文分别从硬件设计、软件开发以及算法研究对系统进行了详尽阐述。全文主要可分为以下四个部分进行:第一部分主要是对硬件的设计,首先选择CC2530芯片作为系统的主控芯片,分别对射频模块、电源电路模块、JTAG接口电路模块和USB转串口模块进行设计,其次对相应的传感器物理架构原理进行了简单介绍,对水温、p H值及DO设计了调理电路,以此来完成对水质环境的数据采集和记录。第二部分主要是对软件的设计,采用开源Z-Stack协议栈设计了节点配置、汇聚节点、终端节点程序,并基于C#语言和SQL Sever数据库开发了上位机监控界面,确保在数据中心可以实时的监测到养殖环境中水质动态变化以及对数据的储存。第三部分主要是对数据采集单元中原始数据的粗大误差值采用格罗贝斯准则进行预处理,采用引入修正因子来改进传统卡尔曼滤波算法从而更加接近于水质因子的真实值。第四部分主要通过改进后的卡尔曼滤波算法和线性插值相结合构建水体参数空间分布,实验结果表明,本文提出的空间分布模型可靠,为解决养殖基地站点的监测不连续问题提供了有效方案。本文设计基于Zig Bee水质监测系统,通过对采集数据历史数据和过程数据的分析,可以及时为养殖人员提供有效的辅助决策信息,对养殖智能化、生态系统可持续性以及信息多元化的发展具有重要的实际意义。