熔化极气体保护焊(GMAW)工艺性能优良,广泛地应用于船舶、石油化工等工程领域。实际生产中,从业人员的不规范操作可能导致产品的焊接质量出现波动,因此实现对焊接过程的实时监测具有十分重要的意义。由于监测过程中需传输大量数据,这对有限通信带宽下系统的数据传输能力提出了很高的要求。基于上述工程需求,本课题开发了一种应用于GMAW的焊接过程无线监测系统,设计了一种高压缩比、低误差率的压缩算法以应对大数据量传输的问题。首先,对焊接在线监测系统和数据压缩算法的国内外发展现状进行分析讨论,在明确系统的功能及性能需求,在研究分析传统的无线传输方案的基础上,确定了焊接无线监测系统的总体设计方案。其次,对监测系统中的各个模块进行软硬件设计,包括信号调理、数据采集、数据处理、数据传输、数据补发、现场信息采集以及掉电存储模块。硬件方面,系统STM32为数据处理核心;AD7606实现对焊接信号的实时同步高精度采集;M8321通过4G网络无线收发数据;SD卡可在4G网络通信出现问题时存储数据,并在通信恢复后补发数据;1900GSR模块利用二维码技术完成焊接现场信息的快捷输入;DS3232完成对配置信息的掉电存储。软件方面,系统移植了ST官方驱动作为系统的底层驱动层;操作系统层移植了Free RTOS嵌入式实时操作系统用于系统任务调度及管理;应用层进行了系统任务、消息队列以及主程序的设计并制定了上下位机间的数据通信协议。第三,本文总结GMAW焊接信号的特点,寻找其潜在的可压缩因素,针对这些因素确定压缩算法的设计思路,提出一种具有高压缩比、低误差率的三层压缩算法。通过邻域替代、提升小波分段常值压缩以及CSN编码对GMAW信号进行深度压缩,同时设计了一种基于累计还原误差的算法完成了对三层压缩算法的优化,通过MATLAB对算法进行仿真研究,发现相对于现有压缩算法,本算法在保持比原算法更低误差率的情况下实现了压缩性能的较大提升。最后,将系统应用于焊接过程稳定性的在线监测中。分析从实时焊接数据中提取的特征参数,设计了一种基于这些参数的Lab VIEW监测界面,通过多组焊接试验表明了无线监测系统的准确性和有效性,同时利用监测系统采集的实时数据对试验中焊接稳定性及焊缝成形质量进行了在线诊断。