随着现代科学技术的发展进步,智慧城市和大数据时代已经来临,无线通信将实现万物连接。传统的甲烷浓度监测存在精度低,寿命短,实时性差,运维成本高以及系统可拓展性和移植性差等缺点。有鉴于此,本文结合新兴的物联网通信技术NB-IoT（Narrowband Internet of Things）,提出了一种基于NB-IoT的甲烷浓度智能监测与分析系统,实现对甲烷气体浓度的实时在线监测与分析。论文主要研究工作如下:（1）基于非色散红外光吸收技术（Non Dispersive Infrared,NDIR）采用双通道检测模型对甲烷气体传感器的光学系统进行设计,提出了一种扩散反射式的气室结构,利用光学仿真软件Tracepro对气室进行了仿真优化,实现了传感器光学系统的微型化,提高了系统的检测精度和稳定性。（2）基于模块化设计思想对检测系统和光学系统的硬件电路进行设计,包括核心控制模块、甲烷浓度检测模块、NB无线传输模块、GPS定位模块和相关的外围电路部分。解决了甲烷监测系统监测精度低,系统稳定性差的问题,实现了传感器的集成化、微型化和智能化设计。（3）基于物联网云平台与无线传输理论,采用分层架构思想将系统的软件划分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层四部分,并进行模块化设计。解决了甲烷监测系统数据传输不稳定和组网传输能力有限等问题,实现了对甲烷监测数据和地理位置信息的实时显示、命令下发控制、历史数据查看、手动报警等功能。（4）对设计的监测系统进行浓度标定和性能测试,在标定时采用L-M（Levenberg-Marquardt）算法对传感器浓度标定模型进行了参数辨识研究,有效地提高了标定模型的精度。完成标定后对系统的精度、重复性和稳定性等计量特性开展实验研究,实验结果表明,该传感监测系统在0-5%的浓度范围内具有良好的准确性与精度保持性。