常规参数水质检测系统的设计与实验

论文摘要

随着我国社会经济的高速发展,城市化、工业化进程的加速,水污染问题日益突出,对关系到人民群众健康的日常生活用水安全问题已经成为全社会普遍关心的问题。水质监测工作是保证用水安全和水污染治理中不可缺少的环节,水质检测的参数为用水安全和水污染治理提供了技术保障。常规参数水质检测系统以其体积小、重量轻、携带方便,功能较为齐全等优点,在水质监测领域,特别是在水质的现场检测中有着广泛的应用。本论文针对水质检测领域对常规参数水质检测系统的需求,开展了常规参数水质检测系统的设计和研究工作。本论文在常规参数水质检测系统的设计和研究工作中,以多传感器技术为基础,采用单片机作为核心控制器件,实现该系统的多参数数据采集、处理、存储、显示及传输。本论文主要研究内容如下:①分析了国内外常规参数水质检测系统研究现状,提出了常规参数水质检测系统的总体设计方案;②基于系统硬件的小型化和低成本原则,进行处理器、LCD、电源等元器件的选型,以及各个功能模块的硬件设计;③基于系统软件对移植性、扩展性和维护性的要求,选择嵌入式软件开发平台和混合编程模式编写系统相关程序;④制作常规参数水质数检测系统原理样机,尺寸大小为25cm×10cm×10cm,总功耗为0.7W,实现常规水质参数的数据采集、处理、存储、显示和传输;⑤对电导率、浊度传感器做定标实验,确定电导率和浊度的数据处理算法;⑥进行系统调试和实验验证。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水质监测发展现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 多参数水质检测系统总体设计方案
• 2.1 引言
• 2.2 多参数水质检测系统需求分析
• 2.2.1 传感器
• 2.2.2 微处理器
• 2.2.3 LCD 显示
• 2.2.4 系统需求分析小结
• 2.3 系统总体设计方案
• 2.4 系统软件开发语言及环境
• 2.5 本章小结
• 3 多参数水质检测系统硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 核心微处理器介绍
• 3.3 复位电路和时钟电路
• 3.3.1 复位电路
• 3.3.2 时钟电路
• 3.4 ISP 下载电路
• 3.5 RS-232 接口电路
• 3.6 信号采集接口电路
• 3.6.1 温度、电导率、浊度的采集电路
• 3.6.2 溶解氧、pH 采集电路
• 3.7 报警装置
• 3.8 键盘电路
• 3.9 液晶显示电路
• 3.10 电源电路
• 3.11 外部通讯接口电路
• 3.12 PCB 版图设计
• 3.13 本章小结
• 4 多参数水质检测系统软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 系统软件总体设计要求
• 4.3 系统软件设计总体方案
• 4.4 主程序
• 4.5 数据采集
• 4.5.1 七段译码信号转换
• 4.5.2 串口通信
• 4.6 数据处理
• 4.7 LCD 显示
• 4.8 本章小结
• 5 系统调试和实验
• 5.1 引言
• 5.2 系统原理样机
• 5.2.1 探头集成
• 5.2.2 操作键盘
• 5.2.3 LCD 显示
• 5.3 系统调试
• 5.3.1 硬件调试
• 5.3.2 软件调试
• 5.3.3 系统联合调试
• 5.4 实验定标
• 5.4.1 电导率定标
• 5.4.2 浊度定标
• 5.5 实验验证
• 5.5.1 系统检测功能验证
• 5.5.2 系统检测准确性验证
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 软件设计主要程序源代码