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多参数水质监测系统的研究与实现

更新时间：2020-02-18 16:22:14 大小：8M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：水质监测系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

当代水产养殖正逐步从传统的养殖方式向集约化、工业化、自动化转化，人们对水产品的品质要求也越来越高。养殖水体的水环境很大程度上影响着养殖水产品的品质，这就对水质监测系统提出了新的要求。结合我国国情，成本低廉、检测精度高、检测速度快的水质监测设备是当前我国水产养殖业所急需的。当前有不少相关研究，研究方向有系统集成化、网络化等。而检测传感器间的相互耦合关系及养殖水体和硬件电路中的噪声干扰给检测带来了困难。本文从对传感器的原理出发，推导了温度、DO（溶解氧）和PH（酸碱度）的测量方法，重点分析了DO和PH同时测量时串扰的产生原因，并在此基础上提出了硬件上采用电源隔离阻断耦合关系、软件上采用相关分析算法去噪的解决办法。

  首先，根据对电化学传感器的原理进行了详细分析，提出传感器的模型及同时测量时的电路模型，并在此基础上分析系统设计时要处理的问题，确定了系统的整体设计方案。详细的论述了系统硬件的设计，包括电源管理模块、测量参数的调理模块、通讯模块等。选取了Core-M3核的STM32系列单片机作为整个系统的核心处理芯片，并将μC/OS-Ⅱ实时操作系统嵌入到STM32中。

  其次，基于水环境的复杂性，采样信号中夹杂着白噪声信号的实际情况，选用相关分析法去除夹杂在采样信号中的噪声信号。重点介绍了相关分析法的原理、除噪方法及计算方法，并将相关分析法应用到本系统中。

  再次，在软件设计过程中对实时操作系统进行了资源划分和任务分配，并对串口、AD、标定方法等重要的程序模块进行了说明，重点对相关分析法的软件实现进行了说明。

  最后，在整体系统测试部分，首先通过和MATLAB对比的方法验证了相关分析算法的正确性。然后组建测试系统，进行了测试实验，取得了大量的实验数据，验证了测量方法的正确性。同时和哈希的多参数水质分析仪进行了对比实验，实验结果表明系统测量结果满足要求。

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