近年来,随着我国工业水平的发展,环境问题尤其是大气污染问题日益严重。对企业排放的气态污染物进行实时监测是治理大气污染的首要任务和重要前提。因此,迫切需要一款产品实时监测排放废气的成分与浓度。基于这种背景,本文对差分光谱吸收（Differential Optical Absorption Spectroscopy简称DOAS）技术进行了深入研究,并将其应用到烟气监测仪的设计中。设计从比尔-朗伯定律入手,结合污染气体中的主要成分——SO₂和NO_x气体特性,设计了一款基于紫外差分光谱吸收（DOAS）法的烟气监测仪,本文重点研究烟气监测仪的硬件设计和软件设计。硬件设计部分由烟气预处理模块、气路系统和数据采集与控制电路组成。在烟气预处理模块中,使用博纯公司的Nafion管无损去除待测气体中的水蒸气。使用STM32F303作为数据采集与控制芯片,使用光耦合模块ISP620-1设计220V交流检测电路,使用MB85RS256A铁电存储芯片FRAM设计掉电保存电路;使用LMV321AS5X运放芯片和2个MOS管设计紫外光源驱动电路。软件设计部分由算法设计和功能设计组成。在算法设计中,使用最小二乘法反演算气体浓度。针对气体的非线性吸收问题,本设计根据实验数据拟合非线性吸收的补偿公式;增加差分吸收截面的温度补偿公式。在功能设计中,移植了RTX嵌入式实时操作系统（real-time operating system）,把整个软件开发过程分成若干个任务。使用RTX系统中的事件标志、信息邮箱、信号量和中断服务函数实现任务间的通信、同步和资源的共享。对基于DOAS法的烟气监测仪样机进行试验,连续测试5min,不同浓度的单一组分气体（SO₂、NO、NO₂）的测量误差均在4%以内;连续测量5min,不同浓度的混合组分气体（SO₂和NO）的测量误差在5%以内。同时,测得RTX系统下Modbus的通信周期为100ms,周期抖动小于14ns。完全满足国家环保部对该类仪器测量误差小于10%的要求。实验结果证明,基于DOAS法的烟气监测仪技术参数完全满足国家环保部对此类产品的要求,能够应用到实际的烟气监测中。