基于嵌入式的地表水化學(xué)需氧量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人類環(huán)保意識(shí)的不斷提高，人類對(duì)水質(zhì)，包括地表水以及工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)日益重視。我國(guó)對(duì)水污染治理工作的力度逐年加強(qiáng)，對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的要求越來(lái)越高。由于水質(zhì)信息具有時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)，特別是水質(zhì)預(yù)警預(yù)報(bào)要求快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地采集和傳遞監(jiān)測(cè)信息。常規(guī)的地表水監(jiān)測(cè)手段已經(jīng)不能滿足快速準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)測(cè)報(bào)水質(zhì)信息的需要。因此，水質(zhì)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展勢(shì)在必行。
　　 本設(shè)計(jì)分析國(guó)內(nèi)外化學(xué)需氧量(COD)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上，將嵌入式系統(tǒng)和GP

2、RS無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用于地表水COD監(jiān)測(cè)中?！拔锫?lián)網(wǎng)”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，嵌入式系統(tǒng)和GPRS無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了地表水監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求。地表水COD監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括COD監(jiān)測(cè)設(shè)備硬件選型及開(kāi)發(fā)、嵌入式平臺(tái)開(kāi)發(fā)、GPRS/WIFI無(wú)線通信設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析五部分。該系統(tǒng)主要采用ARM芯片和Linux系統(tǒng)作為控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水自動(dòng)取樣、劑量、消解、標(biāo)定;GPRS/WIFI無(wú)線通信部分通過(guò)TCP/IP協(xié)議的

3、無(wú)線傳輸功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程發(fā)送;終端監(jiān)控平臺(tái)采用VC++開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能以及現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)觸摸屏對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和監(jiān)控。
　　 首先，分析了國(guó)內(nèi)外目前水質(zhì)監(jiān)測(cè)的方法以及水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，確定采用密封催化消解-分光光度法作為地表水COD監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，催化消解-分光光度法對(duì)于地表水的測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法具有較高的一致性，可以節(jié)省大量的時(shí)間和試劑，極大的提高了效率。
　　 其次，本設(shè)計(jì)根據(jù)檢測(cè)方法的確定，設(shè)計(jì)了地表水

4、COD在線自動(dòng)監(jiān)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，它主要包括控制系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、消解檢測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于控制系統(tǒng)不僅考慮對(duì)于自動(dòng)控制流程實(shí)現(xiàn)，更重要一方面考慮到網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)綜合考慮COD監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求，設(shè)計(jì)了以ARM芯片為核心的控制系統(tǒng);對(duì)于劑量系統(tǒng)，充分考慮到自動(dòng)取樣及試劑添加準(zhǔn)確性要求，設(shè)計(jì)了以蠕動(dòng)泵取樣結(jié)合光電劑量的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng);對(duì)于消解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)了PID恒溫控制和光電檢測(cè)COD值。
　　 再次，軟件功能設(shè)計(jì)主要包括構(gòu)建嵌

5、入式Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)GPRS無(wú)線通信、監(jiān)控終端軟件。構(gòu)建嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)，首先在定制的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上移植BootLoader程序;配置、編譯和移植Linux系統(tǒng)內(nèi)核;建立Cramfs文件系統(tǒng);開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)并移植了串口驅(qū)動(dòng)程序、I/O驅(qū)動(dòng)程序、PWM驅(qū)動(dòng)程序、A/D驅(qū)動(dòng)程序。其次，設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水COD監(jiān)測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控以及觸摸屏對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和監(jiān)控。
　　 最后，介紹了GPRS短