海洋生态系统中氮、磷、铁、锰等痕量元素的分布是了解海洋生态系统结构和功能的重要依据。为满足海洋科学考察与海洋环境监测对分析仪器的要求,本文设计了通用型海水中痕量元素(亚硝氮、硝氮、铵氮、活性磷、铁等)测定系统,实现了痕量元素的在线、在体、实时测量,其检测限为nmol/L级别,并可广泛用于实验室、船载和原位等多种测定环境。　　针对海洋环境污染的现状,论文首先指出研发痕量营养盐与重金属测定系统的重要性和必要性,在了解国内外海洋监测分析仪器发展现状的基础上,重点论述了系统的分析测定原理和方法:分光光度法、流动注射分析技术。　　系统基于现场总线控制系统的设计思想,采用总线型拓扑结构,以 CAN总线为基础组建设备控制网络,通过上位机控制、下位机执行的方式完成样品的采集、混合、分离等过程自动化控制和数据在线分析,实现痕量元素的自动分析测定。主控上位机采用ARM(S3C2416)处理器为核心,移植Linux操作系统,LCD为人机交互显示,触摸屏或者USB鼠标完成输入控制;CAN总线为通信媒介,参考iCAN构建CAN-bus应用层协议,实现总线通信和设备管理。基于QT软件平台的人机交互应用程序实现了数据的采集和处理、在线实时显示工作曲线、存储测定结果等功能。下位机以智能接口模块为主控中心,各种设备为执行器,配合相应化学反应流路,完成整个系统的控制流程;其中主控中心主要完成自适应设备、多种总线转换、设备状态访问和上位机命令解析等任务。针对现有执行设备存在的不足,系统设计了多种设备的驱动:基于 STM32微控制器设计步进电机细分驱动系统的软硬件方案,实现蠕动泵驱动控制器;采用全新反馈方案,基于直流电机反向原理,完成切换阀闭环控制系统。　　论文最后对系统的软硬件调试、系统性能测试及商用仪器比较测试进行了较详细说明,完善了仪器机箱机械结构设计,并以海水中铵氮痕量元素为例阐述仪器实际应用情况。经实验室测量和实际应用表明,系统满足通用仪器的标准化、模块化、通用化、系列化等规范要求,为实现海水中痕量元素的测定,提供了一套完整的软硬件一体化解决方案,具有广泛的应用前景。