基于Java的智能水质监控及预警软件设计与实现

摘要

目前，水资源问题已经成为联合国环境规划署和世界卫生组织强调的一个重大全球性问题。我国的水资源问题更加严峻，尤其是水资源短缺和水污染严重等问题更加突出，已经严重影响到我国经济的可持续发展。建设智能化的水质监控及预警软件，可以有效的解决我国的水资源问题，提升国民的生活质量。然而，我国现有的水质监控系统，大部分使用的水质分析方法比较落后，监控系统也只能实现半自动化，导致对水质的监控需要浪费大量的人力物力。在充分分析我国水域分布广泛、水污染严重的基本水情以及充分利用现代信息技术的情况下，设计并实现更加智能化、更强实时性和分析预测一体化的水质监控软件。该软件能够实现对水质信息的连续采集，由软件自动分析预测水质情况并能够通过设置预警线实现自动报警功能，并且创新实现了具有更高并发性、更快传输速度和更加稳定性的非阻塞式通信功能。
　　本研究主要内容包括：⑴研究和比较主流水质分析方法，并且重点研究了利用光学分析水质的相关方法，在已有研究成果的基础上对光学分析中应用最广泛的洛伦兹—高斯光束的相关特性进行了深入研究。通过对具有调制特点的洛伦兹—高斯光束聚焦特性的全面研究分析，在更加深入理解光学分析法的同时得出了重要的相关光学结论，并应用到水质监控软件中。⑵运用Java相关技术，设计并实现水质监控及预警软件。通过对软件分层次设计和分模块实现，在详细介绍软件的设计流程之后，又对软件主要模块分别进行了理论和实现过程的分析介绍，并详述了软件预警功能的设计和实现。⑶利用Java NIO的通信方式实现了水质监控软件的通信过程，并改进了NIO通信中对缓冲区的内存分配方式。通过使用本文提出的N IO通信算法，不仅极大的提高了软件的并发量，而且软件的运行性能和稳定性也得到了大幅度的提升。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文主要研究内容及组织结构

第2章 系统设计相关技术及原理

2.1水质分析相关原理

2.2 Java相关技术

2.3 数据库技术

2.4 无线通信技术

第3章 三角函数调制的洛伦兹-高斯光束的聚焦特性

3.1 洛伦兹-高斯光束

3.2洛伦兹-高斯光束聚焦原理

3.3 聚焦特性

3.4 聚焦特性总结

第4章 智能水质监控及预警软件的设计与实现

4.1 系统的总体设计

4.2 系统管理模块

4.3无线通信模块

4.4 GPS定位模块

4.5 NIO通信算法

4.6 数据库模块

4.7线程池技术

4.8 预警功能

4.9 其它模块

第5章 软件测试及实现效果展示

5.1 软件测试

5.2软件实现效果

第6章 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录