基于单片机的水质监测系统设计开题报告

基于单片机的水质监测系统设计开题报告

天津科技大学本科生

毕业设计（论文）开题报告

学院电子信息与自动化学院

专业 2009测控技术与仪器

题目基于单片机的水质监测系统设计

姓名

指导教师（签名）

年月日

拟选题目基于单片机的水质监测系统设计

选题依据及研究意义

近年来，由于工业生产的扩大及人类活动的频繁增加都改变了天然水的性质和组织，从而影响了水资源的使用价值并已威胁到人类的健康。因此，人类生活所需水资源的质量越来越多的受到了人们的关注，并正在通过各种途径及方法来改变水资源的质量。

水质监测是水资源管理与保护的重要基础，液体的温度、色度、浊度、pH 值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等特性参数可以反映液体的许多理化性质，因此测量液体的特性参数可以有效地监测水质，例如：（1）地表水及地下水——经常性监测；（2）生产和生活过程——监视性监测；（3）事故监测——应急监测；（4）为环境管理——提供数据和资料；（5）为环境科学研究——提供数据和资料。

水质监测对人类社会有重要的意义：(1)提供代表水质质量现状的数据，供评价水体环境质量使用；(2)确定水体中污染物的种类数量以及分布状况，追朔污染物的来源、污染途径、迁移转化，预测水体污染的变化趋势；(3)判断水污染对环境生物和人体健康造成的影响，评价污染防治措施的实际效果；(4)为实现水体污染控制提供数据基础。

文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价）

传统的水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。虽然在实验室中分析手段完、备，但实验室监测存在监测频次低、采样误差大、监测数据分散、不能及时反映污染变化状况等缺陷，难以满足政府和企业进行有效水环境管理的需求。鉴于传统监测方法的众多不足，水质的自动监测已经成为有关部门及时获得连续性的监测数据的有效手段。只需经过几分钟的数据采集，水源地的水质信息就可发送到环境分析中心的服务器中。一旦观察到有某种污染物的浓度发生异变，环境监管部门就可以立刻采取相应的措施，取样具体分析。可见，水质分析系统最大的优势便在于可快速而准确地获得水质监测数据，为饮用水安全提供了重要的保证。

自动水质监测系统的应用，有助于环保部门建立大范围的监测网络收集监测数据，以确定目标区域的污染状况和发展趋势。随着监测技术的不断成熟和进步，环境水质监测工作更开始向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。纵观我国的水质监测体系建设，经过多年发展，已初步建成具有我国特色的环境连续自动监测管理和技术体系，并已逐渐形成网络。

水质自动监测仪器仍在发展之中，欧、美、日本、澳大利亚等国均有一些专业厂商生产。目前，经较成熟常规项目有：水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、氧化还原电位、流速和水位等。常用监测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷。其他还有：氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子（如六价铬）等。科技的日新月异使水质监测手段也越来也多，自动化，机械化成为水质监测的必然发展趋势。

研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等） 一．基本框架

二．基本思路

说明水质监测系统的作用，系统描述水质监测系统的基本结构及工作原理。综述其与单片机技术相结合的优势，构造多功能，适用范围广、操作方便的水质检测系统。

系统硬件电路设计。如：单片机运行基本单元电路设计；水体的温度、电导率、溶解氧、浊度、pH 值等参数传感器的选型及调理电路设计、通信电路设计等。要求系统硬件设计合理，可靠性高，具有一定的抗干扰措施。

系统软件设计。采用结构化、模块化的程序设计方法，运用C 语言编写完整的系统运行程序。要求仪表可以实现正常使用测量显示功能、 信号处理及传输功能等。 三．研究方法

1.在程序编写方面，要运用C 语言编写完整的系统运行程序

2.采用PROTEL 、PROTEUS 等软件绘制系统电路图，完成系统的仿真与调试 研究进程安排

3.1-3.21（1-3周）进行毕业实习并完成实习报告

322-3.28（4周）查阅相关资料，翻译英文资料完成开题报告 3.29-4.11（5-6周）完成系统总体方案的设计，仪表的选择 4.12-4.25（7-8周）完成系统硬件电路设计 4.26-5.9（9-10周）完成系统软件设计

5.10-5.16（11周）探讨进一步提高系统测量精度的构思和实施措施 5.17-5.30（12-13周）完善系统程序设计，完成系统调试并运行测试 5.31-

6.13（14-15周）撰写毕业设计说明书，准备答辩

主要参阅文献

[1] 王庆利，单片机设计标准程序.北京邮电大学出版社，2008

[2] 黄可，彭为，单片机典型系统设计实例精讲，电子工业出版社， 2006.5 [3] 乐嘉华，温度检测技术的现状和未来，煤油化工自动化[J].1998 [4] 沙占友. 集成温度传感器原理与应用，机械工业出版社，2002

[5] 刘川来，李康康，刘成才，徐健，一种组合式温度传感器的研究[J]. 仪器仪表学报，2007

[6] 余威明，DS18B20高精度多点温度检测显示系统[J]. 仪表技术, 2007 [7] 郑联英，水溶液电导率的测量方法研究[D]，北京化工大学，2007

[8] Hu Hongbing ，Measuring for temperature characteristic of temperature relay ，Electro Mechanical,2003

[9] Sun Kai ，Controlling temperature system of resistance stove ，Sensor Technology ，2003

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