水质重金属在线监测仪上位机软件设计及实现

摘要

自人类进入工业化时代以来，各种生产活动对自然生态环境产生了重要影响，环境污染特别是水质污染情况不断加重。一套能够实时监测地表水及工业排放废水中重金属含量的监测系统对于水质监测和保护显得尤为重要，这使得人们不仅能够实时监测水质环境并有效地跟踪污染源，而且还能为研究环境污染提供大量的原始数据。本论文针对这种需求，设计并实现了一款水质重金属在线分析仪的上位机显示控制软件，该软件可以控制仪器硬件完成水质的检测，并能将监测数据远程传输，实现对水环境的实时监测。
　　本论文使用的开发环境是.NET环境，采用具有开发效率较高C＃的编程语言以及Microsoft Corporation提供的集成开发工具Visual Studio2010。软件实现功能主要分五个部分：参数配置、对外通信、数据采集及分析、采集数据存储以及仪器故障记录，五部分功能分别有五个不同的模块完成。使用者根据不同监测重金属元素类型对于下位机通信参数、GPRS模块参数、采集数据参数进行配置；通信模块实现的功能包括通信链路构建和传输数据；数据分析模块对采集数据波形进行处理分析，可计算出重金属含量等数据；数据存储模块将仪器相关数据存储在工控机本地，便于以后查看分析；仪器故障记录模块实现的功能是保存整个仪器运行过程出现的异常情况信息，便于维护人员准确及时查找异常，并对仪器进行维护。本论文中介绍的控制显示软件实现功能包括：实现与水质重金属分析仪器下位机通信，通过配置参数实现对下位机的控制，同时实时监控下位机运行状态，采集并分析重金属含量等相关数据；按照制定的协议将采集数据结果发送给同一局域网内的服务器，以便监测人员及时了解水质污染情况；使用GPRS模块，可以将水质重金属数据、仪器状态、仪器试剂余量等数据远程发送给仪器维护人员，进一步提高仪器的自动化程度。
　　本论文首先介绍了水质重金属监测仪的整体设计方案，其次简要介绍水质重金属监测仪下位机硬件组成部分及功能，然后逐一介绍了控制显示软件各个模块的设计原理及代码实现过程，最后通过本软件系统在 WAOL2000型号仪器中国环境监测总站的认证的项目中的应用，验证了本软件系统的有效性。采用该软件系统可通过参数配置实现污染源及地表水多种水质重金属含量监测，同时软件的远程监控功能有助于提高环境监测部门的工作效率。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 本课题研究现状及趋势

1.3 本文主要内容

第二章 水质重金属在线监测仪整体设计方案

2.1水质重金属监测系统结构及功能

2.2水质重金属检测分析原理

2.3数据采集卡工作原理

2.4上位机软件需求分析

2.5上位机软件工作流程

2.6本章小结

第三章 软件模块设计及实现

3.1通信模块设计及实现

3.2数据分析模块设计

3.3数据存储模块

第四章 上位机软件及仪器性能测试

4.1软件测试方法

4.2软件功能测试

4.3软件非功能指标测试

4.4仪器性能指标测试

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2展望

参考文献

致谢

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