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

1、隨著人類環(huán)保意識的不斷提高，人類對水質(zhì)，包括地表水以及工業(yè)廢水的監(jiān)測日益重視。我國對水污染治理工作的力度逐年加強，對水環(huán)境監(jiān)測工作的要求越來越高。由于水質(zhì)信息具有時效性強的特點，特別是水質(zhì)預警預報要求快速、準確、實時地采集和傳遞監(jiān)測信息。常規(guī)的地表水監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足快速準確和實時測報水質(zhì)信息的需要。因此，水質(zhì)監(jiān)測的自動化、網(wǎng)絡化發(fā)展勢在必行。
　　 本設(shè)計分析國內(nèi)外化學需氧量(COD)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上，將嵌入式系統(tǒng)和GP

2、RS無線通信技術(shù)應用于地表水COD監(jiān)測中?！拔锫?lián)網(wǎng)”時代已經(jīng)到來，嵌入式系統(tǒng)和GPRS無線通信技術(shù)的應用很好的解決了地表水監(jiān)測的自動化、網(wǎng)絡化的發(fā)展要求。地表水COD監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計主要包括COD監(jiān)測設(shè)備硬件選型及開發(fā)、嵌入式平臺開發(fā)、GPRS/WIFI無線通信設(shè)計、軟件設(shè)計及實驗數(shù)據(jù)分析五部分。該系統(tǒng)主要采用ARM芯片和Linux系統(tǒng)作為控制平臺實現(xiàn)對地表水自動取樣、劑量、消解、標定;GPRS/WIFI無線通信部分通過TCP/IP協(xié)議的

3、無線傳輸功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送;終端監(jiān)控平臺采用VC++開發(fā)實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能以及現(xiàn)場通過觸摸屏對監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試和監(jiān)控。
　　 首先，分析了國內(nèi)外目前水質(zhì)監(jiān)測的方法以及水質(zhì)監(jiān)測設(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)測系統(tǒng)的檢測方法，催化消解-分光光度法對于地表水的測定結(jié)果與標準方法具有較高的一致性，可以節(jié)省大量的時間和試劑，極大的提高了效率。
　　 其次，本設(shè)計根據(jù)檢測方法的確定，設(shè)計了地表水

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

5、入式Linux操作系統(tǒng)平臺、實現(xiàn)GPRS無線通信、監(jiān)控終端軟件。構(gòu)建嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺，首先在定制的硬件平臺基礎(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);開發(fā)實現(xiàn)并移植了串口驅(qū)動程序、I/O驅(qū)動程序、PWM驅(qū)動程序、A/D驅(qū)動程序。其次，設(shè)計了遠程監(jiān)控終端軟件，實現(xiàn)對地表水COD監(jiān)測設(shè)備的遠程實時監(jiān)控以及觸摸屏對監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試和監(jiān)控。
　　 最后，介紹了GPRS短