水质监测技术是通过监视和测定水体中污染物的种类、浓度及其变化趋势保证人们生产生活安全用水的技术,常见的方式是根据电化学、光学等方法对水中水质电导率、重金属离子或大分子物质的变化进行监测。目前的监测方法相对落后,大多是离线的、单点的和非可视化的监测方式。本文根据水质监测中电化学监测原理,创新性的将电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)方法应用到水质监测上,为了满足水质监测中对于监测实时性、监测速度和监测精度等要求,弥补传统水质监测方法的不足,本文对原有的卡尔曼滤波成像算法和EIT成像系统进行优化改进,提高了监测的实时性,并扩大监测范围,实现可视化监测,主要完成的工作如下:(1)水质监测是一个动态监测过程,要求使用的图像重建算法是一个动态的成像算法,针对这一问题,本文将卡尔曼滤波算法引入图像重建算法中,因卡尔曼滤波求解问题的模型和水质监测成像状态模型相似,故可根据水质监测空间状态模型改进卡尔曼滤波成像算法,提高水质监测过程中成像方法的动态成像能力,并提高成像精度。(2)水质监测系统需要实时,快速、准确的对水质变化进行监测,这就要求所设计的电阻抗成像系统具有成像速度快,成像效果好等特点,针对这些要求,本文设计了14位双通道的AD采样模块,提高采样速度和精度;对FPGA硬件电路进行优化,将信号采样后的滤波解调模块数字化处理,在FPGA中使用维纳滤波算法和改进的基于系数的递归解调算法完成采样信号的数据处理,提高解调精度,减少噪声的引入,提高成像效果,加快数据处理速度,提高成像速度。(3)为了验证将动态电阻抗成像方法应用到水质监测上的可行性和监测效果,本文进行了水质监测中的电导率和浊度监测模拟实验,实现了对水质状况动态、快速、可视化的监测,并取得了较好的监测结果。