基于嵌入式技术的远程宽光谱多参数水质监测系统设计

摘要

为解决广域水环境难以实现网格化监测的问题,文中设计一种基于嵌入式技术的远程宽光谱多参数水质监测系统,以实现水环境无二次污染、具有准确性的多参数微型化、自动化和连续检测。该系统通过蠕动泵、注射泵进行水样采集,并以STM32F103为主核心,选用A7600C LTE 4G模块的DTU设备进行系统控制和远程数据传输。采用具有Cortex⁃A7架构单核CPU⁃i.MX6UL的工控机进行数据处理和分析,使用Qt作为开发环境,为后续程序的升级提供条件。检测的水质参数包括化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)三种。混合溶液光谱比单一溶液光谱复杂且噪声多,因此经小波变换、平滑处理后得出数学模型,并反演出COD、TN、TOC的值。实验检测结果表明:COD的重复性误差为7.4%,零点漂移为0.07 mg/L;TN的重复性误差为5.56%,相对标准差为-3.1%,直线性为-2.52%;TOC的重复性误差为3.79%,相对标准差为0.37%,直线性为-1.99%,各项指标均在标准性能指标要求的范围内。