基于嵌入式计算机的污水化学需氧量在线监测仪的开发与研究

发布时间：2017-05-02 19:17

  本文关键词：基于嵌入式计算机的污水化学需氧量在线监测仪的开发与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着我国工业的不断发展,环境污染也日益严重,环保部门对环境监测力度不断增加,其中现代化的监测设备是提高监测水平的重要因素。污水化学需氧量(COD)是综合评价水体污染程度的重要指标之一,所以污水COD在线监测仪在水质监测方面的很有应用价值。目前,国内外生产的污水COD监测仪种类很多,检测原理也不相同。国外产品的检测精度比较高,但是价格相对也是比较高,不利于在我国推广,所以开发成本低,适应在线监测的污水COD仪成了研究的重点。 随着计算机技术的迅猛发展,嵌入式计算机系统得到了越来越广泛的应用。嵌入式技术为仪器的发展带来了很多好处,如使仪器的功耗降低、成本降低、更趋于小型化、实时的数据处理能力、网络互连功能、智能化的软件以及良好的功能扩展能力等。 污水COD在线监测仪的开发需要考虑三个方面的内容: 1、COD检测原理的选择。COD检测原理有很多种,但是传统的检测方法不能适应在线监测的应用,论文中经过对目前检测原理的对比,选择了比较新的电化学检测方法。 2、COD在线监测仪硬件系统设计。根据COD在线监测仪选用的微控制器和需要实现的功能来选择所需要的外围器件并设计电路。 3、COD在线监测仪的嵌入式软件系统设计。首先要选择一种嵌入式操作系统,然后将它移植到所选的硬件微控制器上,以此为基础再开发系统的应用软件。 本论文选择μC/OS-II嵌入式操作系统和基于ARM7的微控制器LPC2210来开发嵌入式污水COD在线监测仪。经过深入研究ARM7处理器的体系结构与应用开发流程,本文论述了根据应用需求而自主设计的基于ARM7核的LPC2210微控制器的嵌入式硬件系统,实现了一个高性能的嵌入式硬件系统,充分发挥了ARM7处理器的强大功能。在软件平台方面本文简述了嵌入式实时操作系统μC/OS-II的优势及基本特点,并分析了其移植到一个硬件平台上的所需的条件;编写了系统的应用程序。本论文的创新点是:仪器系统采用了嵌入式系统,选择了无二次污染、检测速度快的电化学的检测原理。 本文研究的污水COD在线监测仪实现了低功耗、小型化、在线快速检测的要求,具有很大的社会效益和经济效益,可以在我国的环境监测方面发挥重要的作用。
【关键词】：化学需氧量 COD 嵌入式系统 电化学 ARM7 在线监测仪
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH832
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-13
• §1-1 课题的提出10-11
• §1-2 课题的主要任务11-13
• 第二章 嵌入式系统的开发13-28
• §2-1 嵌入式系统简介13-14
• 2-1-1 嵌入式系统的特点13-14
• 2-1-2 嵌入式系统的发展现状14
• §2-2 嵌入式系统的基本组成14-16
• 2-2-1 嵌入式系统硬件核心15-16
• 2-2-2 嵌入式系统软件核心16
• §2-3 本课题嵌入式系统的选择16-27
• 2-3-1 嵌入式硬件微控制器的选择17-19
• 2-3-2 LPC2210 的内部结构及主要功能19-25
• 2-3-3 嵌入式操作系统的选择25-27
• §2-4 本章小结27-28
• 第三章 污水 COD 在线监测方法的研究28-37
• §3-1 污水COD 在线监测仪概述28
• §3-2 COD 测量方法研究28-34
• §3-3 污水COD 在线监测仪目前现状34-35
• §3-4 电化学法污水COD 监测仪特点35-36
• §3-5 本章小结36-37
• 第四章 污水 COD 在线监测仪硬件电路系统设计37-53
• §4-1 硬件需求分析37-38
• §4-2 电源系统设计38-41
• 4-2-1 系统的电源需求38-40
• 4-2-2 电源电路设计40-41
• §4-3 复位和系统时钟电路及JTAG 接口电路41-42
• 4-3-1 复位和系统时钟电路41-42
• 4-3-2 JTAG 接口电路42
• §4-4 存储系统及键盘和显示接口电路42-46
• 4-4-1 存储系统接口电路42-44
• 4-4-2 键盘及显示接口电路44-46
• §4-5 控制电路系统设计46-48
• §4-6 检测单元及信号转换放大电路设计48-49
• 4-6-1 仪器的检测单元48-49
• 4-6-2 信号转换放大电路49
• §4-7 串行通信及网络接口设计49-51
• §4-8 印刷电路板设计中的抗干扰措施51-52
• 4-8-1 抑制电源线和地线阻抗噪声51
• 4-8-2 印刷电路板的布线原则51-52
• §4-9 本章小结52-53
• 第五章 COD 监测仪软件系统设计53-66
• §5-1 软件开发环境介绍53-56
• 5-1-1 ADS 集成开发环境组成介绍53-54
• 5-1-2 ADS 的图形用户界面开发环境(Code Warrior 和AXD)54-56
• §5-2 嵌入式操作系统的移植56-60
• 5-2-1 μC/OS-II 的移植条件分析56-58
• 5-5-2 μC/OS-II 的移植58-60
• §5-3 A/D 转换及数据处理程序设计60-62
• 5-3-1 A/D 转换程序的设计60
• 5-3-2 数据处理程序的设计60-62
• §5-4 控制程序设计62-64
• 5-4-1 步进电机和电磁阀控制程序62-63
• 5-4-2 键盘和显示程序63-64
• §5-5 系统调试64-65
• §5-6 本章小结65-66
• 第六章 结论与展望66-68
• §6-1 结论66-67
• §6-2 展望67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研课题71

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 衷卫声;陈伟慧;王文海;;ⅡC总线在化学需氧量监测系统中的应用[J];化工自动化及仪表;2011年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 陈伟慧;基于嵌入式的污水多参数监测系统研究与设计[D];南昌大学;2011年

2 傅潇然;一种新型在线紫外水质分析仪的研制[D];天津大学;2008年

3 胡佳;嵌入式污染源监测服务器管理系统的设计与实现[D];华南理工大学;2010年

4 王全辉;一种新型CODCr水质在线监测仪的设计[D];河南师范大学;2012年

5 帅璐;磁流变阻尼器件的双向驱动方法与实现[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：基于嵌入式计算机的污水化学需氧量在线监测仪的开发与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：341553