水质在线监测系统的研究

论文摘要

近二十年来,随着人口的不断增加和工农业大规模的发展,大量的氮磷等富营养物质的生活污水和工农业污水排入湖泊,大大加速了湖泊富营养化的进程。我国投入了大量资金研究对水质中导致富营养化的总氮,总磷等水质参数的监测。本文介绍了水质在线监测系统研究的过程,阐述了研究的目的和意义,分析了该系统研究的特点和优势,强调了研究城市湖泊水质富营养化的重要性和必要性。然后,本文给出了监测系统的总体硬件方案,并分别介绍了方案中各部分的功能,阐述了监测分站与监测中心站协同工作的思路。本文在对现有数据采集系统的分析和比较的基础上,设计并实现了一种基于ARM开发的无线水质监测系统,可以同时对监测水域中的水温、液位、pH、总磷、DO(溶解氧)及总氮等多种水质参数进行监测。在监测分站中重点完成了传感器的选型、I/V电路的设计及模数转换电路的设计,并作出了数据处理以及误差分析。在监测数据的传输方面,把如今发展比较完善的GSM网络引入到信息通讯当中,利用GSM网络的短消息业务来进行数据的远距离传输。在监测中心站的设计中利用Web网页浏览的形式提供给管理部门及用户实时监测信息,并实现了资源共享。该研究既方便了监督部门对水质的监测,又减轻监控人员的劳动强度,使环境监理工作走上了科学化、规范化的轨道,对我国湖泊水质的保护起到重要作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与现状
• 1.2 水质监测技术国内外研究现状
• 1.2.1 国外水质监测技术发展现状
• 1.2.2 我国水质监测技术发展现状
• 1.3 水质标准的确定与评价方法
• 1.3.1 水质标准确定
• 1.3.2 水质评价
• 1.4 水质在线监测系统研究的目的及意义
• 1.5 水质在线监测系统方案的确定
• 1.5.3 监测系统总体结构图
• 1.5.4 监测分站结构图
• 第2章 信号采集电路
• 2.1 传感器选型
• 2.1.1 传感器选择标准
• 2.1.2 传感器选型
• 2.1.3 传感器供电
• 2.2 I/V 转换电路设计
• 2.2.1 反馈法
• 2.2.2 压降法
• 2.2.3 电流检测放大器接法
• 2.3 模数转换电路的设计
• 2.3.1 滤波电路
• 2.3.2 模数转换电路
• 2.4 实验数据处理
• 2.5 本章小结
• 第3章 微控制器系统
• 3.1 主控电路
• 3.2 通信接口
• 3.2.1 通信模式格式标定
• 3.2.2 GPRS 软件设计
• 3.3 主控电源设计
• 3.4 人机界面设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 监测中心站
• 4.1 监测中心站总体结构
• 4.1.1 监测中心站内部工作原理
• 4.1.2 数据库
• 4.2 SQL Server 数据库的连接及管理
• 4.2.1 SQL Server 数据库的连接
• 4.2.2 SQL Server 数据库的管理
• 4.3 通讯主程序及通讯中断程序设计
• 4.4 网络通讯
• 4.4.1 网络方案选择
• 4.4.2 C/S 模式
• 4.4.3 TCP/IP 协议应用程序流程图
• 4.5 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢