环保水质检测仪的研究与设计

发布时间：2017-07-18 17:24

  本文关键词：环保水质检测仪的研究与设计

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【摘要】：随着我国经济的迅速发展,工业化与城市化进程的加速,水污染问题变得日益严重,已成为我国经济发展和生态环境和谐发展的瓶颈。对于水环境的治理和管控,不仅需要完善的相关法律法规和有效的监管制度,还需要大力发展作为保护水环境和管控水污染重要手段的水质检测设备。水质检测既可以精确的反映水质的情况,预测水质发展趋势,也可以为水资源的保护、开发、利用以及水污染防治提供科学依据,对我国水质污染问题的处理具有现实指导意义。本文以低功耗单片机MSP430F5529为控制核心,设计了能够对水温、PH值、溶解氧、浊度和电导率五个常规水质参数完成检测的环保水质检测仪。分析了国内外水质检测仪的发展现状,着重研究了各参数的检测原理并选择了适宜的检测方法,根据各参数电极的特点设计了相应的采集和调理电路。此外,设计了电源电路、显示电路、键盘接口电路和RS-232接口电路以实现测试数据的实时显示和传输。软件设计包括C语言编写的下位机、MFC编写的上位机交互界面。为了降低温度对测量精度的影响,用软件编程的方法对PH值、电导率和溶解氧进行温度补偿;电导率检测电路采用档位自动选择的方法来提高测量精度。验证结果表明:本系统能够实现对常规水质参数的检测功能,且测量精度达到了系统设计要求。
【关键词】：水质检测 单片机系统 电导率测量 温度补偿
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X853
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 水质检测仪发展现状13-17
• 1.2.1 国外发展现状14-15
• 1.2.2 国内发展现状15-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 测量原理与系统方案设计19-33
• 2.1 水质检测仪各参数测量原理19-30
• 2.1.1 温度测量原理19
• 2.1.2 PH值测量原理19-22
• 2.1.3 浊度测量原理22-26
• 2.1.4 电导率测量原理26-27
• 2.1.5 溶解氧测量原理27-30
• 2.2 系统总体方案设计30-31
• 2.2.1 系统设计要求30
• 2.2.2 系统的设计方案30-31
• 2.3 系统软件开发环境31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 硬件电路设计33-51
• 3.1 处理器选择与外围电路设计33-36
• 3.1.1 处理器选择33-34
• 3.1.2 单片机最小系统34-36
• 3.2 检测电路设计36-46
• 3.2.1 温度检测电路37-39
• 3.2.2 PH值检测电路39-41
• 3.2.3 浊度检测电路41-42
• 3.2.4 电导率检测电路42-44
• 3.2.5 溶解氧检测电路44-46
• 3.3 电源电路46-47
• 3.4 显示电路47
• 3.5 键盘接口电路47-49
• 3.6 RS-232 接口电路49-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第四章 软件系统设计51-62
• 4.1 下位机软件的设计51-57
• 4.1.1 下位机软件的总体设计51-52
• 4.1.2 系统初始化52
• 4.1.3 数据采集52-53
• 4.1.4 数据的处理53-55
• 4.1.4.1 数据转换53
• 4.1.4.2 温度补偿53-55
• 4.1.5 数据显示55-57
• 4.2 上位机软件的设计57-61
• 4.2.1 串行通信57-58
• 4.2.2 人机界面58-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 系统调试与验证62-69
• 5.1 系统调试62-65
• 5.1.1 系统硬件调试62
• 5.1.2 系统软件调试62-63
• 5.1.3 系统软硬件联合调试63-65
• 5.2 系统验证65-68
• 5.2.1 功能性验证65-66
• 5.2.1.1 验证方法65
• 5.2.1.2 验证结果65-66
• 5.2.2 准确性验证66-68
• 5.2.2.1 验证方法66-67
• 5.2.2.2 验证结果67-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第六章 工作总结与展望69-71
• 6.1 工作总结69
• 6.2 工作展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：558889