1. 研究目的与意义
由于人类活动影响，水资源污染越来越严重，水资源的优劣直接影响了国家的水域安全和经济发展。此外我国渔业总产量连续多年居世界首位，鱼的产量与鱼塘环境休戚相关，一旦水质被污染就会破坏鱼塘环境导致减产，因此必须对鱼塘环境相关参数进行监测，预防水质被破坏。
目前主要用于水质监测的人工监测法和无人监测船均存在一定缺陷，采用无人机作为载体的监测装置则可弥补人工监测周期长等一些缺点。水环境监测的工作特点要求无人机能悬停在指定水域上方、小范围机动，由于无人机自身体积小、灵活性较高的特点，可实现高效精确的水质监测。其次基于无人机的监测装置作为非接触式监测，免于与水面接触而受损，可提高监测装置的使用次数；不受水面障碍物干扰，可加快监测作业进度。随着物联网技术的不断发展和提高，在水产养殖领域，传统的人工采样监测不能随时获取鱼塘的水质动态，所以将物联网技术运用于水产养殖监控系统已成为渔业发展的必然趋势。
因此设计基于无人机的池塘水质监测和作业装置，有助于水质监测和治理作业的高效化和精确化，增强了水质监测的时效性，增长了监测装置的使用寿命，提高了水质监测的信息化水平，并最终达到池塘水质监测自动化、信息化和现代化的目的。2. 国内外研究现状分析
2016年山东科技大学刘国洋等人设计了一种基于无人机技术水质监测采样装置。该装置采用了市场上常见的多旋翼无人机，使用11.2v、3300mah的锂电池作为系统能源，飞行时长为25~40min之间，可以实现载重1kg。作业时通过规划作业路径，无人机在水体上方悬停，通过水泵取水至样瓶中，瓶中传感器进行检测，数据经传感器传输至地面控制端，从而完成水质的监测。
合肥工业大学徐悦设计了一种小型无人机河道巡检系统。该系统研究对象主要是排污口的水污染，主要由巡检无人机子系统、任务载荷模块、地面站子系统和数据链四部分组成。无人机由飞控、导航、动力和机体组成，沿着预设航线绕河道巡检，通过机载遥感应用型任务载荷中各种传感器设备采集河道图像信息，最后无人机与便携式地面站通过无线局域网数据链实现信息交互，完成水污染的监测。
2017年翟晓东通过对物联网相关技术的研究设计了一种基于物联网的水产养殖智能监控系统。通过硬件和软件的设计，对水产养殖环境的温度、ph、溶解氧等水质环境参数和视频数据等进行实时智能监控，使整个水产养殖的环境监测系统一体化、自动化，方便用户随时随地进行生产环境控制。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
(1)基于无人机的池塘水质监测与作业系统的总体结构设计；
(2)无人机搭载系统设计；
4. 研究创新点
设计基于无人机的池塘水质监测和作业装置，增强了水质监测的时效性，增长了监测装置的使用寿命，并最终达到池塘水质监测自动化的目的。
采用光谱分析进行水质监测，相比较通过传统的采样方法可以有效的监测水质的各项指标，成本较少而且时间大大缩短。
结合物联网与无人机，设计一种基于无人机和物联网的池塘水质监测与作业系统，使得水质监测智能化、自动化和网络化。
