在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)已由單一參數(shù)便攜式水質(zhì)分析儀器向多參數(shù)網(wǎng)絡(luò)化自動監(jiān)測系統(tǒng)的方向發(fā)展,通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)測控技術(shù)實現(xiàn)多個水質(zhì)參數(shù)的自動監(jiān)測,并能使水質(zhì)參數(shù)信息準確無誤地顯示在遠程客戶終端。因此,這就需要研究一套全天候、連續(xù)地、無人看守的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。本文以防止水質(zhì)二次污染為前提,本著實現(xiàn)低碳生活的原則,對比傳統(tǒng)的化學(xué)水質(zhì)分析方法,選擇基于光度法水質(zhì)監(jiān)測原理,通過嵌入式web技術(shù),最終實現(xiàn)水質(zhì)多參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測。本文首先介紹了水質(zhì)監(jiān)測的研究現(xiàn)

2、狀以及監(jiān)測過程中的關(guān)鍵技術(shù),然后對基于光度法水質(zhì)監(jiān)測理論進行分析研究,結(jié)合朗伯比爾定律和光電檢測原理,推導(dǎo)待測電壓與樣品濃度的關(guān)系,采用最小二乘法線性回歸算法建立模型,并利用此模型對水樣進行監(jiān)測,并設(shè)計了基于嵌入式web和CAN總線的遠程水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。具體內(nèi)容包括：
　　 ⑴深入分析基于光度法的水質(zhì)檢測原理,分析測量中高濃度時出現(xiàn)偏離因素,提出了基于最小二乘法線性回歸的測量模型,并對其數(shù)學(xué)模型進行了闡述和求解。
　　 ⑵

3、構(gòu)建基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測軟硬件平臺,包括:選用S3C2410X作為嵌入式web服務(wù)器的CPU和設(shè)計基于ATmega128的現(xiàn)場水質(zhì)監(jiān)測節(jié)點。重點對節(jié)點的硬件設(shè)計進行了詳細的闡述,其主要包括:光路系統(tǒng)、光電檢測及處理電路、人機接口電路、報警電路、CAN通信電路等；著重分析了光路系統(tǒng)中的單色LED光源和光電傳感器的選擇等問題,同時對光電檢測及信號處理電路進行了詳細的設(shè)計。
　　 ⑶為實現(xiàn)在線水質(zhì)監(jiān)測,在硬件平臺基礎(chǔ)上,設(shè)計系統(tǒng)軟件,

4、包括:監(jiān)測節(jié)點軟件模塊和嵌入式web服務(wù)器的實現(xiàn)過程。節(jié)點軟件模塊主要包括:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、EEPROM存儲模塊、LCD顯示及按鍵設(shè)置、CAN通信等模塊,其中數(shù)據(jù)處理部分,采用基于最小二乘法的線性回歸模型對其數(shù)據(jù)進行修正,用來提高測量的精度。
　　 ⑷對嵌入式web服務(wù)器軟件進行了設(shè)計,包括:移植Linux操作系統(tǒng),編寫CAN驅(qū)動程序,移植并配置boa server,編寫動態(tài)網(wǎng)頁訪問CGI程序,編譯和移植嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLi

5、te,設(shè)計遠程客戶端整體軟件結(jié)構(gòu),并就主要功能模塊進行了劃分,同時就嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite在水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了設(shè)計,重點編寫了CGI訪問SQLite的主要代碼。
　　 ⑸最后通過水質(zhì)中臭氧、余氯的實驗原理分析,選擇適合的光電傳感器BS520以及波長為510nm的單色光源,將他們應(yīng)用于所設(shè)計的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。
　　 實驗表明,基于光度法原理的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)能自動地監(jiān)測多個水質(zhì)參數(shù),對中高濃度的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測,在