基于嵌入式技术的高锰酸盐指数在线分析仪的研究与应用

发布时间：2024-03-24 15:44

　　水是人类赖以生存的源泉。经济和科技的快速发展给人类带来了前所未有的环境问题,人们开始关注饮用水和空气等与日常生活息息相关的生活必需品的质量,这就需要相关的仪器设备来完成检测工作,并实时发布结果。 日益严峻的环境问题对环境监测仪器提出了更高的要求,高效、节能、环保、耐用是当前环境监测仪的发展方向。 课题以现有技术为基础,充分研究目前市场上常见设备的性能及应用情况,结合监测地的气候、地质等方面的特点,研究了适合当地实际条件的水质在线监测仪,并与已有的地下水水位监测系统相结合,形成了多指标监测体系,可以对非污染源地表水体进行水位、水质(温度、pH、电导率等)进行实时监测。 系统采用模块化的设计思路,主要包括基站单元和信息接收分析单元,基站单元采用取水模块,配水模块,水质监测分析模块,控制模块和辅助模块,实现在无人值守的情况下完成自我维护和诊断。监测中心的信息接收分析单元通过数据采集服务器,在监测软件的支持下,通过通讯网络,对每个远程监测站发出控制指令。监测终端设备完成各项数据的采集和处理,通过通讯网络传送给数据采集服务器,存入中心数据库,完成数据入库、数据分析等功能。 另外,本文还讨论了环境...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 课题选题背景和研究意义
        1.1.1 课题选题背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 高锰酸盐指数测定现状
        1.2.1 国标法
        1.2.2 快速加热法
        1.2.3 分光光度法
    1.3 监测仪及监测基站发展现状
        1.3.1 水质监测现状
        1.3.2 高锰酸盐指数分析仪现状
    1.4 研究内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要研究内容
    1.5 本章小结
2 监测仪原理
    2.1 高锰酸盐指数
        2.1.1 CODMn
        2.1.2 实验室分析方法
        2.1.3 CODMn自动仪器简化分析法
    2.2 CODMn分析仪方案
        2.2.1 监测方案
        2.2.2 CODMn方案
    2.3 分析仪单元设计
        2.3.1 采样单元
        2.3.2 控制单元
    2.4 软件方案
    2.5 本章小结
3 硬件系统设计
    3.1 嵌入式系统概述
        3.1.1 嵌入式系统的特性
        3.1.2 嵌入式系统的发展
    3.2 嵌入式系统的组成
        3.2.1 嵌入式系统结构
        3.2.2 嵌入式系统的核心
    3.3 嵌入式系统的开发
        3.3.1 嵌入式系统开发过程
    3.4 硬件系统结构
        3.4.1 总体设计
    3.5 控制模块
        3.5.1 处理器
    3.6 电源模块
        3.6.1 市电/太阳能自动切换
    3.7 反应终点检测单元
        3.7.1 光电检测原理
        3.7.2 单色光源
        3.7.3 光电检测器件
    3.8 GPRS模块
        3.8.1 GPRS技术
        3.8.2 SIM900电路
    3.9 人机交互模块
        3.9.1 RS232电路
        3.9.2 SD卡电路
    3.10 本章小结
4 软件系统
    4.1 软件系统总体概况
        4.1.1 软件设计方案
        4.1.2 μC/OS-Ⅱ操作系统
    4.2 基于μC/OS-Ⅱ的主函数设计
        4.2.1 系统初始化
    4.3 相关程序
        4.3.1 Modbus协议
        4.3.2 GPRS远程传输
    4.4 本章小结
5 测试实验
    5.1 分析过程与算法
        5.1.1 水样检测过程
        5.1.2 空白检测过程
    5.2 实验结果
        5.2.1 测试条件
        5.2.2 零点漂移
        5.2.3 量程漂移
        5.2.4 标样测试
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢



本文编号：3937679