一种在线实时水质自动监测系统的通信控制研究及实现

摘要

随着工业化水平不断提高，工业废水、生活污水对水环境的污染愈来愈严重，甚至已经蔓延到地下水源。污染源越来越呈现多样化，加强对水环境多方位的监测显得愈来愈重要。但是现有水质监测系统监测指标单一，稳定性差，数据精度低，不具备远程监控，不能连续的精确的对水源进行监测，无法满足水环境监测愈来愈高的监测要求。 针对现有监测系统进行了大量的研究改进工作。采用CAN 现场总线构建多指标水质监测网络，使水质监测系统具有良好的扩展性。论文研究了CAN 总线的物理特性，在深入研究化学处理流程以及化学实验的基础上，制定了符合水质监测中化学处理算法特性的应用层协议。应用层协议是水质监测系统稳定运行的基础，是影响系统可扩展性的关键因素。论文对CAN 报文处理算法进行了详细研究设计，确定了以化学处理流程中每步的动作为系统指令分类的依据。报文的参数ID（ParaID）对指令进行了优先级分类，ParaID 占用CAN 总线29 位标识符的高8 位，CAN 控制器过滤报文时首先监测ParaID，这样做既可以增强系统实时性也提高了系统的结构性。事实上，CAN 控制器过滤报文时将检测29 位标识符的每一位。 以ARM9为硬件平台，用Windows CE 构建主控系统。论文深入研究分析了Windows CE 系统结构，对其内存管理、进程/线程的管理作了详尽的探讨，在此基础上，设计开发了主控系统。采用PIC18F485 作为单元节点的处理器，构建单元节点控制系统。采用组态化的软件设计方法，设计开发了主控软件系统，单元节点软件系统。论文对软件系统的报文处理算法、多指标监测控制流程进行了详细的分析研究。整个监测系统的可扩展性也是论文研究的重点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

第二章系统总体设计

第三章现场总线及应用层协议

第四章上位机子系统设计

第五章下位机子系统设计

第六章结论与展望

参考文献

致谢