水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計
摘 要：中國不僅存在水資源短缺和空間、時間分布不平衡的嚴(yán)重問題，而且更普遍存在著水質(zhì)型缺水的危機(jī)，據(jù)最新的統(tǒng)計表明，全國七大江河水系的741個監(jiān)測斷面29. l%符合三類水質(zhì)，30. 9%四、五類水質(zhì)，40. 9%劣五類水質(zhì);全國近一半城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)。為了加強(qiáng)對重點流域水質(zhì)變化和污染物總量的監(jiān)控，環(huán)保部門曾經(jīng)在長江、淮河、松花江及太湖等水域的污染物排放企業(yè)設(shè)置了一批水質(zhì)檢測設(shè)備。
關(guān)鍵字:水質(zhì)監(jiān)測 MSP430 GSM VB6. 0
據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，由于一些被檢測企業(yè)的個別人員環(huán)境保護(hù)意識淡薄，只顧企業(yè)的局部利益，使這些水質(zhì)檢測設(shè)備難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，環(huán)保部門希望遠(yuǎn)在數(shù)公里甚至上千公里以外的地方也能對轄區(qū)內(nèi)的監(jiān)控目標(biāo)實施全天候、全時段的動態(tài)監(jiān)控，隨時掌握其變化趨勢，以便控制污染程度，實現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)裝置稱之為水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。但是，目前在我國水環(huán)境監(jiān)測的實際工作中，大量采用的監(jiān)測手段仍然是傳統(tǒng)的實驗分析方法，測試數(shù)據(jù)滯后數(shù)小時甚至更多。這種傳統(tǒng)的監(jiān)測方法和手段己經(jīng)不能滿足環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展的社會需求，十分需要用現(xiàn)代的管理手段對重點污染源的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。
在此背景下，通過查閱大量資料，本論文對水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究，設(shè)計出一種適合在我國基層環(huán)境與水質(zhì)監(jiān)測單位應(yīng)用的水質(zhì)在線監(jiān)測及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實驗室條件下測試，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，工作性能可靠。如果本系統(tǒng)能夠在全國環(huán)境部門推廣應(yīng)用，將會使我國基層水環(huán)境及水質(zhì)監(jiān)測工作提高到一個新的水平。
本論文主要論述了將低功耗MSP430單片機(jī)技術(shù)及GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中，實現(xiàn)水質(zhì)信息的在線監(jiān)測及遠(yuǎn)程傳輸。全文分六部分，對開發(fā)設(shè)計的原理、工作過程進(jìn)行了分析論述。包括:
第一章緒論，論述了項目研究背景、國內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀。
第二章水質(zhì)參數(shù)檢測傳感器的選擇，介紹了水質(zhì)監(jiān)測傳感器的選擇及其原理，在對國內(nèi)外同類產(chǎn)品充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用美國GLOBALWATER公司進(jìn)口的WQ系列的水質(zhì)參數(shù)檢測傳感器作為水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的前端。
第三章在線水質(zhì)監(jiān)測儀的設(shè)計，選取低功耗MSP430單片機(jī)作為現(xiàn)場參數(shù)在線監(jiān)測子系統(tǒng)的核心器件，配合相關(guān)外圍電路，完成信號的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理等功能。這部分也可作為一個獨(dú)立的職能儀表，即水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測儀使用。
第四章系統(tǒng)通信方式及通信設(shè)備，在設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)時，把系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)置在水質(zhì)環(huán)保監(jiān)測部門，而把現(xiàn)場監(jiān)測站點放置于轄區(qū)內(nèi)各污染物排放企業(yè)，監(jiān)控中心的服務(wù)器和各監(jiān)測站點的水質(zhì)監(jiān)測儀通過GSM調(diào)制解調(diào)器與監(jiān)測現(xiàn)場下位機(jī)進(jìn)行串行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程實時傳輸。
第五章監(jiān)控中心數(shù)據(jù)管理軟件的設(shè)計，采用Microsoft Access軟件設(shè)計數(shù)據(jù)庫，用于保存轄區(qū)內(nèi)監(jiān)鋇(站點的各項水質(zhì)資料:使用VB6. 0的ADO數(shù)據(jù)庫控件連接應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫，用SQL語句完成對數(shù)據(jù)庫的檢索功能，可以查詢到各檢測站點中水質(zhì)參數(shù)的瞬時值和時間段的平均值，能夠全面了解整個轄區(qū)的水質(zhì)狀況。
第六章對本課題設(shè)計的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)并展望了未來水質(zhì)監(jiān)測綜合應(yīng)用解決方案，涉及到軟件系統(tǒng)的構(gòu)架和硬件系統(tǒng)的建設(shè)兩個方面。
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