20世紀60年代以來，人類就開始認識到水資源短缺、水體污染以及由此帶來的一系列問題，水處理工業也作為一個新興的行業得到了長足的發展。本論文從分析儀器智能化設計的全新理念出發，以嵌入式微控制器為核心，結合水質分析傳感器技術，研制開發了智能化的多參數水質在線分析系統，為水工業的節能降耗、保證水質達標提供了一種合理有效的解決方案。系統在結構上分為下位機和上位機兩個部分。下位機為獨立的自動測試系統；上位機為運行于WINDOWS平臺的數據采集和處理程序，能對下位機上發的各個參數數據進行進一步的分析轉換、圖線顯示、數據存儲轉移和打印等。
系統電路設計基于高性價比的新型混合信號微控制器C8051F021,利用集成的12位模數轉換子系統進行溫度、毫伏、pH值和電導率四個通道的分時獨立數據采集，利用控制器內部的帶隙基準源提供測量電路所需的參考電壓；信號放大電路中廣泛采用集成差分運算放大器AD620，簡化了硬件電路結構，獲得了較高的共模抑制比，有效提高了測量精度；系統的人機接口電路由分辨率為128×64的液晶顯示器和六向獨立按鍵構成，人機界面友好；下位機系統與上位機的通信通過USB方式進行，實現了即插即用；上位機程序設計采用Delphi7.0為開發環境，采用微軟公司的Access2000構建了后臺數據庫；下位機程序設計采用模塊化方式，包括：功能模塊的驅動程序設計、各水質參數的測量程序設計以及下位機人機界面的設計；數據算法中通過冒泡法和萊特準則進行數字濾波，建立了不同測量參數的數學模型。
    相比于以往的水質分析儀器，本系統具有以下優點：
1.  多參數測量分析。實現了水樣的溫度、pH值、氧化還原電位、電導率、溶解性總固體（TDS）和鹽度的在線測量分析。
2. 穩定的測量電路。混合信號微控制器C8051F021的選用使得由于漂移、增益變化和干擾等因素所引起的誤差可以通過程序軟件消除，而大量高集成度集成電路的使用進一步簡化了硬件電路。
3. 功能完善的上位機數據處理程序。
4. 實現了水質的在線分析，可與工業用水的過程控制設備連接。
5. USB通信方式，即插即用。
6.有較高的測量精度、相對低廉的成本。從試驗結果來看：溫度參數的測量范圍為0℃--100 ℃，相對偏差4.26%，單一量多次測量時相對平均偏差不大于1.90%；氧化還原電位的測量范圍為-850 mv -- +850mv，測量誤差的值的zui大值為2.00mv，單一量多次測量時平均偏差不大于0.8 mv；pH值測量的范圍為0-14，誤差的值的zui大值為0.06，單一量多次測量時相對平均偏差在0.44%以內；電導率測量的范圍為1 —20000，測量誤差的值的zui大值為346.28，單一量多次測量時相對平均偏差在2.4%以內；溶解性總固體（TDS）的測量范圍為0ppm—20000ppm，測量誤差滿足<3% FS；鹽度的測量為現對鹽度值，范圍為0.01-42.00，測量誤差滿足<3% FS。
    本論文中關于多參數水質在線分析系統的理論設計和實驗驗證，為電化學類智能分析儀器的開發提供了參考。設計的水質分析系統可以就水質一般的物理、化學指標進行在線的測量分析，能夠在一定程度上滿足人們對水質參數測量評估的要求，為生產和生活用水的水質評估提供了一種有效和便利的解決方案，具有一定的現實意義。