USB及其在水质监测系统中的开发与应用

摘要

水质监测和保护是一项关系到工农业生产发展和人民身体健康的大事，由多种参数测量构成的水质监测系统具有越来越重要的地位。目前，水质监测系统除了测量准确度和实时性更高以外，数据的通讯和存储也非常重要。与传统的串、并行通信相比，USB总线技术是一项具有接口方便、支持热拔插、易扩展和成本低等众多优点而获得广泛应用的技术，本文提出了采用USB总线接口实现水质监测系统通信的方案，该方案容易实现、性能优良，具有广泛的应用前景。本文主要介绍了USB技术及其在水质监测系统中的研究与应用，首先介绍USB的特点和体系结构，包括系统特征、总线协议、物理接口等等；接下来针对本文提出的USB水质监测系统详细介绍了USB设备的硬件和软件开发的技术细节，包括电路设计、固件编程以及在驱动程序开发的一般方法；然后分析了水质监测系统各参数的测量原理和要点,并在此基础上设计了系统的硬件和软件构架。最后将USB作为通讯模块引入设计中，详细说明了本监测系统下位单片机USB固件和测量程序的设计流程以及主机应用程序的设计，并对全文作出总结。本文所提出的USB实现方案已成功应用于水质监测实际系统中，并取得了满意的效果。同时，文中介绍的方法为进一步的研究开发打下了基础，也可应用于更多的实际场合中。