本文开发研究了一种适用于城市给水管道内水质监测的装置。装置的主体为集成了水质监测探头、数据采集单元、数据处理和控制单元、无线射频通信模块和GSM/GPRS通信模块的水质监测球。水质监测球小巧灵活，可以在给水管道内部随着水流浮游行走或者通过缆线固定。水质监测球在管道内部完成水质在线监测，并存储水质信息或者通过无线通信实时把水质信息传输到管网外部。本文制作的水质监测装置有GSM和nRF905模块的无线射频通信两种无线通信方式。在装置的制作过程中发现，数据采集单元在采集水质监测探头电信号时，电信号会有不规则的杂波，影响水质监测的准确度。但是通过对电信号进行算术平均滤波，可以获得非常稳定可靠的水质信息，在实验室证明，本文设计制作的水质监测球的测量具有可靠性。水质监测球的GSM通信由GSM/GPRS模块完成，实现了外界手机通过短信息实时查询水质，和水质情况出现异常时短信报警的功能。而且通信实验表明，GSM通信可以穿过PE管、球墨铸铁管、钢管等常见市政给水管材和一定的覆土厚度，实现远距离监控。水质监测球的无线射频通信由nPF905模块完成，可工作在433MHz、868MHz、915MHz三个载波频段。通过对无线射频通信的实验发现：金属管材、覆土厚度这两个环境因素会显著影响无线射频通信，但不同的载波频率受到的屏蔽程度不同，不同频率的载波的穿透能力为915MHz＞868MHz＞433MHz。915MHz的载波可以穿过金属管和一定厚度的土壤实现通信。非金属管材、水体、温度等环境因素对无线射频通信的影响相对不明显。本文还设计制作了移动式手持触屏终端和上位机软件，水质监测球通过无线传输模块与手持终端和上位机进行通信。手持终端便于现场查询水质和控制水质监测球的工作模式。上位机可以显示、存储和分析水质数据。本文借鉴了无线传感器网络（WSN）中汇聚节点对传感器节点监测数据的中转功能，设计制作了中继器来中转水质监测球的数据，拓展了水质监测球的通信距离。综上所述，本文研发的给水管道中浮游式水质监测装置具有一定的可行性，通过进一步完善和发展可以成为一种新型的水质监测手段，对传统的水质监测方式提供很好的补充。