手持式水质测试仪的设计与实现

摘要

近年来，水质安全成了社会关注的焦点。国内水质污染问题日益加重，而目前国内市场上缺乏一种集多参数水质快速检测与快速水域环境分析于一体的解决方案，对此，项目组决定开发一套由数据采集终端、网络服务器、控制中心及用户APP组成的“互联网+移动式水环境现场监测系统”平台。手持式水质测试仪为数据采集终端的一种，具备水质测试、数据上传等功能，同时也具备友好的用户界面和简洁性的操作方式。本文围绕手持式水质测试仪的设计与实现展开研究，核心内容为手持式水质测试仪的硬件电路的设计与实现、嵌入式软件的设计与实现及整机测试。完成的主要工作有：
　　1.硬件电路方面，本文着重实现了电路系统中主要的电子器件的选型及模块电路的设计。模块电路包括电源模块、控制器模块、显示模块、颜色传感器模块、存储器模块、联网模块、定位模块及若干接口电路等。
　　2.嵌入式软件方面，作者首先实现UCOSⅢ实时操作系统、emWin图形库及FATFS在控制器上的移植，然后完成存储、联网、定位、测频等功能，最后完成水质测试算法及校正算法的设计与实现。
　　3.整机测试方面，本文对仪器的运行、存储、网络、定位、水质测量精度及调试接口进行测试，被测试的每项功能都能达到较为理想的效果。
　　本仪器已经投放到市场，并赢得了广大用户的接受和认可，也得到一些来自用户的反馈，为本仪器的进一步改进提供了方向。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 课题来源

1.3 市场现状分析及应用

1.4 论文的主要内容

2 水质测试仪硬件电路的设计与实现

2.1 电源设计

2.2 主控制器电路

2.3 按键及液晶屏电路

2.4 扩展存储器电路

2.5 联网及GPS定位电路

2.6 LED光源及颜色传感器电路

2.7 OTG及调试接口电路

2.8 小结

3 水质测试仪嵌入式软件的设计与实现

3.1 软件系统平台的搭建

3.2 系统存储的设计与实现

3.3 GPS、WiFi及GPRS功能的实现

3.4 标准库及测量算法的设计与实现

3.5 与上位机调试软件通信接口及协议的实现

3.6 小结

4 水质测试仪的整机测试

4.1 运行测试

4.2 网络测试

4.3 GPS测试

4.4 仪器存储测试

4.5 测量一致性及精确性测试

4.6 与上位机通信接口测试

4.7 小结

5 总结与展望

附录

参考文献

个人简历与研究成果

致谢