改革开放以来,国民经济得到长足的发展,但同时环境污染现象也日趋严重。水环境也正面临着巨大挑战,由于水资源保护关乎工农业发展和人民身体健康,水质监测已经成为全球一项重大课题。而现阶段在我国的水质监测工作主要以人工采集为主,由于采样间隔时间长,难以连续地监控整个水质变化过程,在使用中存在很大的局限性。在线水质监测系统的研究与开发逐渐受到人们的关注。无线传感器网络是将有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点采用规则或随机方式部署在监控区域,通过无线自组织和多跳的方式构成的分布式网络。WSN集计算机技术、通讯技术和传感器技术于一体,以数据处理为中心,协作地感知、采集、处理和传输目标区域的监测信息并报告给用户。无线传感器网络可以快速灵活部署,且成本低。克服了常规方法所具有的主观性强、监测范围小和难以应对突发性水污染事件等缺点;提供更快的实时响应,缩短信息传播周期,实现数据的共享。因此,无线传感器网络正适合应用于水质监测系统。本文根据无线传感器网络的基本理论,设计了集数据采集、数据传输、预测分析和信息显示于一体的水质在线监测系统。研究了无线传感器网络节点的优化部署算法。利用基于蜂窝网格的K重覆盖算法,解决了监测区域内冗余节点的部署问题;利用改进的虚拟力算法解决了移动网络的部署问题。使无线传感器网络能够全面、准确地获取数据信息。另外,本文在研究和分析目前相关的无线传输技术、存储技术、传感技术的基础上,研究了低功耗可扩展的无线传感器网络节点的设计方案。对污染物的扩散模型做了深入的分析研究,并结合网络编程技术、数据库技术,设计了基于WEB模式的监控中心软件系统。该系统实现了水质数据的实时采集、实时处理和发布,对水质进行评价和预测,为管理决策提供了科学依据。设计的系统对水质监测这一课题的研究和实际应用提供了一种技术途径。