智能水质在线监测方法及系统的研究

摘要

水污染在我国是一个突出的问题。为了更有效地加强水环境管理和监测工作，需要采取先进的技术手段，在全国各主要流域设立水质自动监测站，对水质进行实时连续监测。本文研究的智能水质在线监测系统可以对水质全天候24小时不问断监测，所获得的数据能够真实的反映出水体质量和污染变化趋势，为水质环境管理提供了可靠的依据。 COD(化学需氧量)、氨氮和pH值是水中的三个重要污染物指标。传统的检测方法是根据分析化学原理，定期采集水样，然后在实验室进行手工检测。本文研究了流动注射分析法自动检测水中COD、氨氮和pH值，具有在线、准确、多参量同时检测的特点。 文中介绍了检测COD、氨氮和pH值的方法和基本原理。采用流动注射分析的方法获得数据，用梯度比较法处理采集的数据。水样中的气泡干扰会导致被测数据产生较大误差并使测量曲线发生畸变，通过对比各种信号处理方法，本文采用小波分析方法用于剔除畸变信号，理论分析和MatLab仿真的结果表明，该方法对剔出畸变信号具有很好的效果。 系统的硬件设计使用了高速同步A/D转换器(ADS8364)、数字信号处理器TMS320VC5402、双端口RAM等芯片；设计了基于流动注射分析方法的检测电路；采用nRF9E5无线通信模块对数据进行传输，并设计了一个无线通信协议，该协议由物理层、数据链路层与应用层组成。无线数据传输采用CRC校验来完成数据校验。系统实现了高速的数据采集和数据上传，以及多通道的同步采集。采用VB6.0设计上位机管理软件，实现实时数据的显示、数据报表、超标报警等功能。 最后，针对本系统的结构和性能作出了总结和评价，同时，也作出了在水质监测领域的一些展望。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章水质监测原理

第3章水质在线监测系统总体设计

第4章水质在线监测系统硬件设计

第5章水质在线监测系统无线通信技术

第6章系统上位机管理软件设计

结论

参考文献

附录

致谢