基于stm32的简易水情检测系统设计
基于STM32单片机水质监测系统的设计
基于 STM32单片机水质监测系统的设计摘要：设计了基于STM32单片机的鱼塘水质检测系统，可以检测PH、水的液位以及电导率。
使用TDS水质电导率传感器测量电导率，经过 AD 采样和数据转换后，液位、PH和电导率可以在 LCD1602液晶上显示，可以帮助水产养殖户快速有效地对鱼塘的水质进行监控和管理。
关键词：STM32；水质检测；PH值；液位；电导率1 引言目前,随着国家经济的高速发展,人们的生活水平在不断的提高,但环境污染，水质污染日益严重，导致人们的日常生活受到困扰，所以水质在人们的生活中越来越重要，而对于水产养殖户来说更为重要，本系统主要用于水质的PH值、液位和电导率的检测。
2 基于STM32单片机水质检测系统的设计2.1整体设计思路本系统中，PH值检测传感器模块可以很方便的检测液体的PH值，其由PH电极和PH值转换器两部分组成。
电导率TDS传感器采用TDS传感器模块来读取传感器模块数据。
水位检测采用超声波检测技术，显示装置采用LCD1602液晶实时显示液位、PH值和电导率。
整个系统由STM32F103C8T6、超声波测距模块（超声波测液位）、PH值传感器模块、电导率传感器、LCD1602液晶及电源组成。
LCD1602液晶实时显示液位、PH值和电导率。
系统整体结构框架图如图1所示。
图1 整体结构框架图2.2 STM32单片机STM32单片机的主要优点：使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核；优异的实时性能；杰出的功耗控制；出众及创新的外设；最大程度的集成整合；易于开发，可使产品快速将进入市场。
STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图如图2所示。
图2 STM32单片机核心板接口原理图2.3硬件设计（1）、PH值传感器模块电路本PH值检测传感器模块可以很方便的检测液体的PH值，其由PH电极和PH 值转换器两部分组成。
PH值检测传感器电路图如下图所示图3 PH值检测传感器电路图（2）、电导率检测电路本水质检测传感器模块，可实时检测各种水质的TDS数值，也可以检测化学水质液体电导参数。
基于STM32的智能水质检测系统的设计
134电子技术基于STM32的智能水质检测系统的设计蔡刘根,虎 号（宿州学院 机械与电子工程学院,安徽 宿州 234000）摘 要：本文设计了一种一STM32单片机为核心控制板，GSM 为传输数据平台，各种传感器组成的水质检测系统。
由电阻、PH、温度三个检测模块收集水样信息，将水质信息传输到STM32单片机，将水质信息分析后，将处理好的信息分别传输到液晶显示屏和管理人员手中，从而实现对水质的检测。
关键词：STM32单片机;GSM;水质检测DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.1151 引言 目前，随着国家经济的高速发展，人们的生活水平在不断的提高，但环境污染、水资污染日益严重，导致人们的日常生活受到困扰，所以对水资源的保护意识越来越受到重视，最近几年，保护水资源一直成为社会的热点。
据最新统计数据表明，全国近一半城镇饮用水源地水质不符合标准。
其中水质检测是水质保护的重要指标，但由于一些被检测的人员环境保护意识淡薄及水质检测设备落后、非智能化，导致检测仪器设备难以发挥应有的作用。
而这个智能水质检测系统能够简单快捷的检测出水样的一些简单数据从而检测水样是否被污染，保证人们的饮水安全。
根据以上问题，我们设计一种智能的水质监测系统，其目的可以简单、快捷的监测出周围河流、湖泊等水质的多数参数：如水温、PH 值、电导率等重要参数，如果检测的水质，其污染的达到一定的程度时，系统就会自动发报警，并将检测的数据，通过短信实时的发送给相关工作人员，再有相关工作人员发送给周围的群众，提高人们对水资源保护的意识，并通过实际行动，保护环境、保护水源，为了更好的提高人们生活。
2 基于STM32的智能水质检测系统的总体设计方案 （1）项目是由STM32单片机开发板为主控板，还包括了电源模块、GSM 模块、传感器模块等组成。
其中传感器模块包括温度传感器、PH 传感器、电导传感器等各种水质检测传感器。
基于STM32和无线通信的水质在线监测系统设计
测控仪器设计课程设计（论文）设计（论文）题目：水质在线监测系统设计学院名称：核技术与自动化工程学院专业名称：测控技术与仪器学生姓名：版权方要求不公开学生学号：版权方要求不公开任课教师：版权方要求不公开论文成绩：2020年11月30日水质在线监测系统设计摘要随着科学技术的发展，人类的生活水平得到了前所未有的提高，与此同时，工业生产的大幅度增长所产生的工业废水流入河海湖泊严重影响了人类的用水安全。
所以在享受科技成果带来的方便之外治理污水就变的尤为重要。
而治理水污染的前提和管理水污染的重要措施就是对水质的各项指标进行实时监测和报告，从而能更加准确的判断污染程度和治理难度。
因此水质在线监测系统的研发具有十分重要的意义。
本文先进行了国内外调研，对前人所采用的技术和所取得的成果以及优缺点进行了分析，在此基础上来实现测量参数多、低经济成本、快速准确、现场稳定性高、精度高的需求，并对水质的PH值、浊度、溶氧率以及导电率进行实时监测。
基于设计要求以及对比分析，提出了水质在线监测系统的总体设计方案。
该多参数水质在线监测系统以STM32F103RCT6为核心元件，首先是采用数字和模拟传感器进行数据采集，通过转换电路将数据转换为单片机可处理的0~3.3V的电压信号，然后发送给STM32F103RCT6进行数据处理，最后用GSM进行数据通信，将采集到的数据发送到监测端。
关键字：水质在线监测；传感器；STM32F103RCT6；数据处理；无线通信Design of Water Quality Online MonitoringSystemAbstractWith the development of science and technology, the living standard of human beings has been improved unprecedentedly. At the same time, the industrial wastewater produced by the rapid growth of industrial production flows into rivers, seas and lakes, which seriously affect the safety of water use. Therefore, in addition to enjoying the convenience brought by scientific and technological achievements, it is particularly important to treat sewage. The premise of water pollution control and the important measure of water pollution management is to monitor and report the water quality indicators in real time, so as to judge the pollution degree and treatment difficulty more accurately. Therefore, the research and development of online water quality monitoring system is of great significance.In this paper, the domestic and foreign research was carried out, and the previous technology and achievements as well as advantages and disadvantages were analyzed. On this basis, the requirements of multiple measurement parameters, low economic cost, fast and accurate, high field stability and high precision were realized, and the pH value, turbidity, dissolved oxygen rate and conductivity of water were monitored in real time.Based on the design requirements and comparative analysis, the overall design scheme of online water quality monitoring system is proposed. STM32F103RCT6 is the core component of the multi parameter water quality on-line monitoring system. Firstly, digital and analog sensors are used for data acquisition, and then the data is converted into 0 ~ 3.3V voltage signal that can be processed by single chip microcomputer through conversion circuit, and then sent to STM32F103RCT6 for data processing. Finally, GSM is used for data communication, and the collected data is sent to the monitoring terminal.Keywords: on line water quality monitoring; sensor;STM32F103RCT6; data processing; wireless communication目录第一章调研 (1)1.1调研背景 (1)1.2国内外的研究现状及分析 (1)1.2.1国内现状及分析 (1)1.2.2 国外现状及分析 (3)1.3调研分析及结论 (4)第二章方案设计 (6)2.1 设计内容及要求 (6)2.2提出方案 (6)2.3 方案分析及选择 (6)2.3.1 方案一介绍及优缺点分析 (6)2.2.2 方案二介绍及优缺点分析 (8)2.2.3 方案三介绍及优缺点分析 (11)2.4 方案选择 (12)第三章技术路线 (14)3.1 技术路线图 (14)3.2 技术路线阐述 (15)第四章器件选型 (16)4.1稳压芯片选型 (16)4.2传感器选型 (16)4.2.1 PH值传感器 (16)4.2.2浊度传感器 (18)4.2.3溶解氧传感器 (19)4.2.4电导率传感器 (21)4.3 放大器等其他器件选型 (22)4.3.1 LM358 (22)4.3.2 TLC4502 (23)4.3.3 OP07 (24)4.3.4 LF411 (24)4.3.5 LM7812CT (25)4.3.6 变压器 (25)4.4 GSM模块 (26)第五章详细设计 (27)5.1 原理图 (27)5.1.1电源及稳压电路 (27)5.1.2 PH传感器电路 (28)5.1.3 浊度传感器电路 (28)5.1.4 电导率传感器电路 (29)5.1.5 溶解氧传感器 (29)5.1.6 STM32F103RCT6 (30)5.2 PCB (31)第六章仿真分析 (32)6.1 电源及稳压电路仿真 (32)6.2 PH值传感器电路仿真 (32)6.3浊度传感器放大电路仿真 (33)6.4 电导率传感器电路仿真 (33)第七章总结 (34)参考文献 (35)附录 (36)BOM表 (36)原理图 (38)第一章调研1.1调研背景水是生命之源，也是我们生活中必不可少的一部分。
《2024年基于STM32与树莓派的养殖水质监测无人艇系统研究》范文
《基于STM32与树莓派的养殖水质监测无人艇系统研究》篇一一、引言随着科技的快速发展和物联网技术的不断成熟，智能化、自动化和远程化成为现代农业、渔业领域发展的必然趋势。
在此背景下，本文将针对基于STM32与树莓派的养殖水质监测无人艇系统进行深入研究。
此系统集成了高性能的微控制器与高效的计算平台，为养殖水质的实时监测、智能控制与远程管理提供了有力的技术支持。
二、系统架构与工作原理本系统主要由无人艇、STM32微控制器、树莓派计算平台、传感器模块以及通信模块等部分组成。
1. 无人艇：采用轻质材料制作，具备较好的浮力和动力性能，可实现水面的自主航行。
2. STM32微控制器：负责采集传感器数据，控制无人艇的航行方向和速度，实现基本的自主导航功能。
3. 树莓派计算平台：作为系统的核心计算单元，负责处理传感器数据，进行水质分析，并将结果通过通信模块上传至远程服务器。
4. 传感器模块：包括pH值传感器、溶氧量传感器、氨氮传感器等，用于实时监测水质参数。
5. 通信模块：包括无线通信模块和有线通信模块，用于将数据传输至树莓派计算平台以及远程服务器。
工作原理方面，STM32微控制器通过传感器模块实时采集水质数据，经过初步处理后传输至树莓派计算平台。
树莓派计算平台对数据进行进一步处理和分析，得出水质状况，并通过通信模块将数据上传至远程服务器。
用户可通过手机APP或电脑端软件实时查看水质数据，实现远程监控。
三、系统功能与特点本系统具有以下功能与特点：1. 实时监测：通过传感器模块实时监测水质参数，如pH值、溶氧量、氨氮等。
2. 自主导航：STM32微控制器控制无人艇实现自主航行，根据预设路线或远程指令进行水质监测。
3. 数据分析：树莓派计算平台对水质数据进行处理和分析，得出水质状况及变化趋势。
4. 远程监控：用户可通过手机APP或电脑端软件实时查看水质数据，实现远程监控。
5. 高效节能：采用高性能的微控制器和计算平台，确保系统运行的高效性和节能性。
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计简介水产养殖业是一项重要的农业产业，而水质是养殖过程中需要特别关注的关键因素之一。
为了提高水产养殖的效益和可持续发展，我们需要对水质进行实时监测和控制。
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计旨在解决这一问题，通过测量水质参数，提供实时数据监测和远程控制功能，以帮助养殖户更好地管理养殖过程。
系统设计方案硬件设计STM32单片机选择为了满足水质监测系统的实时性和稳定性要求，我们选择了STM32系列单片机作为系统的主控芯片。
STM32单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源，适用于实时数据处理和控制。
传感器选择水质监测系统需要测量多种水质参数，例如温度、溶解氧、酸碱度等。
针对不同的参数，我们选择了相应的传感器作为监测模块的输入设备。
以温度传感器为例，我们可以选择DS18B20数字温度传感器，它具有较高的精度和稳定性。
通信模块选择为了实现远程监测和控制功能，我们需要选择合适的通信模块。
常用的通信方式包括以太网、Wi-Fi和蓝牙等。
根据实际需求，我们可以选择ENC28J60以太网模块进行网络通信。
软件设计系统架构基于STM32的水产养殖水质监测系统的软件架构采用分层设计，包括应用层、驱动层和硬件抽象层。
其中应用层负责实时数据处理和远程控制，驱动层负责与传感器和通信模块的交互，硬件抽象层提供底层硬件操作接口。
系统通过传感器实时采集水质参数数据，并通过驱动层将数据传递给应用层。
应用层对数据进行处理和分析，生成报表和图表，提供实时的水质监测结果。
远程监控与控制系统通过通信模块与服务器进行数据交互，实现远程监控和控制功能。
用户可以通过手机App或者Web页面查看实时的水质监测数据，远程控制养殖设备的运行状态。
功能实现实时数据监测基于STM32的水产养殖水质监测系统可以实时监测多个水质参数，如温度、溶解氧、酸碱度等。
通过传感器采集的数据可以准确反映养殖环境的水质状况。
报警机制系统在检测到水质异常情况时，可以发出报警信号，提醒养殖户及时采取措施。
基于stm32的简易水情检测系统设计
基于stm32的简易水情检测系统设计目录第1章绪论 (4)1．1课题研究的目的及意义 (4)1．2课题研究的国内外发展现状 (4)1．3本课题的主要内容 (5)1．4论文结构安排 (6)第2章PH传感器检测模块 (7)2．1 PH检测传感器的组成 (7)2.1.1 PH复合电极 (7)2.2.2 PH传感器 (7)2．2 PH传感器的工作原理图 (8)2．3 PH工作原理 (8)第3章系统整体设计 (11)3．1系统方案论证 (11)3.1.1微处理器的论证与选择 (11)3.1.2液晶显示模块的论证与选择 (11)3.1.3超声波检测模块的论证与选择 (12)3.1.4温度检测模块的选择 (12)3.1.5串口通信的论证与选择 (12)3．2系统电路设计的指标 (13)3.2.1系统框架 (13)3.2.2超声波测距子系统框图 (13)3.2.3 PH检测子系统框图 (13)3.2.4温度检测子系统框图 (13)第4章系统硬件电路的构成 (14)4．1 STM32F407VET6最小系统 (14)4．2水位传感器 (14)4．3温度传感器 (16)4．4 RS-232串口通信模块 (17)4．5液晶显示模块 (17)第5章系统软件的设计 (18)5．1程序编程软件 (18)5．2程序编程软件 (18)5．2 .1程序功能描述 (18)5．2 .2程序的软件设计思路 (19)5．3 ADC程序编程软件 (19)5．4温度采集模块编程 (19)5．5水位采集模块编程 (20)5．6 PH值采集模块编程 (20)5．7显示模块编程 (21)5．8串口通信模块编程 (22)第6章系统调试与数据测量 (23)6．1测试条件与仪器 (23)6.1.1测试条件 (23)6.1.2测试仪器 (23)6．2测试数据及结果分析 (23)6.2.1测试数据 (23)6.2.2测试分析与结论 (24)结语 (25)第1章绪论1．1课题研究的目的及意义自我国改革开放以来，水情检测系统设计获得越来越多其他行业的关注和重视。
stm32水质检测毕业设计
stm32水质检测毕业设计
针对STM32水质检测毕业设计，我们可以从多个方面来进行讨论。
首先，我们可以讨论设计的整体框架和功能模块，其次可以探讨硬件和软件的设计要点，最后可以谈论一些可能遇到的挑战和解决方案。
首先，针对整体框架和功能模块，我们可以考虑设计一个基于STM32的水质检测系统，该系统可以测量水中的PH值、溶解氧、浊度等指标。
在功能模块方面，可以包括传感器数据采集模块、数据处理模块、显示模块和数据存储模块等。
其次，针对硬件设计要点，我们可以选择适合的传感器来实现水质参数的检测，比如PH传感器、溶解氧传感器和浊度传感器等。
另外，需要设计合适的模拟电路和数字电路来处理传感器采集的数据，并将其传输给STM32进行处理。
在软件设计方面，需要编写嵌入式C语言程序，实现数据的采集、处理和显示，同时需要考虑低功耗和实时性等要求。
最后，可能遇到的挑战包括传感器数据的准确性和稳定性、噪声干扰的处理、低功耗设计以及系统的可靠性和稳定性等。
针对这
些挑战，可以采取一些解决方案，比如使用滤波算法处理传感器数据、优化系统架构设计以降低功耗、加入故障检测和容错机制等。
综上所述，针对STM32水质检测毕业设计，需要考虑整体框架和功能模块、硬件和软件设计要点，以及可能遇到的挑战和解决方案。
希望以上内容能够对你有所帮助。
基于STM32的智能水质检测系统的设计
基于STM32的智能水质检测系统的设计本文设计了一种一STM32单片机为核心控制板，GSM为传输数据平台，各种传感器组成的水质检测系统。
由电阻、PH、温度三个检测模块收集水样信息，将水质信息传输到STM32单片机，将水质信息分析后，将处理好的信息分别传输到液晶显示屏和管理人员手中，从而实现对水质的检测。
标签：STM32单片机；GSM；水质检测1 引言目前，随着国家经济的高速发展，人们的生活水平在不断的提高，但环境污染、水资污染日益严重，导致人们的日常生活受到困扰，所以对水资源的保护意识越来越受到重视，最近几年，保护水资源一直成为社会的热点。
据最新统计数据表明，全国近一半城镇饮用水源地水质不符合标准。
其中水质检测是水质保护的重要指标，但由于一些被检测的人员环境保护意识淡薄及水质检测设備落后、非智能化，导致检测仪器设备难以发挥应有的作用。
而这个智能水质检测系统能够简单快捷的检测出水样的一些简单数据从而检测水样是否被污染，保证人们的饮水安全。
根据以上问题，我们设计一种智能的水质监测系统，其目的可以简单、快捷的监测出周围河流、湖泊等水质的多数参数：如水温、PH值、电导率等重要参数，如果检测的水质，其污染的达到一定的程度时，系统就会自动发报警，并将检测的数据，通过短信实时的发送给相关工作人员，再有相关工作人员发送给周围的群众，提高人们对水资源保护的意识，并通过实际行动，保护环境、保护水源，为了更好的提高人们生活。
2 基于STM32的智能水质检测系统的总体设计方案（1）项目是由STM32单片机开发板为主控板，还包括了电源模块、GSM 模块、传感器模块等组成。
其中传感器模块包括温度传感器、PH传感器、电导传感器等各种水质检测传感器。
（2）通过各种传感器来检测水体的各种数据，例如温度、PH、电导率等，传感器将数据收集后传输到单片机上，单片机处理后会显示在液晶显示屏上。
人可以很直观的了解水体情况。
还可以通过GSM模块将数据传输到手机上实现远程监控水体情况。
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基于stm32的简易水情检测系统设计目录第1章绪论 (4)1．1课题研究的目的及意义 (4)1．2课题研究的国内外发展现状 (4)1．3本课题的主要内容 (5)1．4论文结构安排 (6)第2章PH传感器检测模块 (7)2．1 PH检测传感器的组成 (7)2.1.1 PH复合电极 (7)2.2.2 PH传感器 (7)2．2 PH传感器的工作原理图 (8)2．3 PH工作原理 (8)第3章系统整体设计 (11)3．1系统方案论证 (11)3.1.1微处理器的论证与选择 (11)3.1.2液晶显示模块的论证与选择 (11)3.1.3超声波检测模块的论证与选择 (12)3.1.4温度检测模块的选择 (12)3.1.5串口通信的论证与选择 (12)3．2系统电路设计的指标 (13)3.2.1系统框架 (13)3.2.2超声波测距子系统框图 (13)3.2.3 PH检测子系统框图 (13)3.2.4温度检测子系统框图 (13)第4章系统硬件电路的构成 (14)4．1 STM32F407VET6最小系统 (14)4．2水位传感器 (14)4．3温度传感器 (16)4．4 RS-232串口通信模块 (17)4．5液晶显示模块 (17)第5章系统软件的设计 (18)5．1程序编程软件 (18)5．2程序编程软件 (18)5．2 .1程序功能描述 (18)5．2 .2程序的软件设计思路 (19)5．3 ADC程序编程软件 (19)5．4温度采集模块编程 (19)5．5水位采集模块编程 (20)5．6 PH值采集模块编程 (20)5．7显示模块编程 (21)5．8串口通信模块编程 (22)第6章系统调试与数据测量 (23)6．1测试条件与仪器 (23)6.1.1测试条件 (23)6.1.2测试仪器 (23)6．2测试数据及结果分析 (23)6.2.1测试数据 (23)6.2.2测试分析与结论 (24)结语 (25)第1章绪论1．1课题研究的目的及意义自我国改革开放以来，水情检测系统设计获得越来越多其他行业的关注和重视。
无论是国内还是国外都有研究显著说明，此设计中测量待测液体中的PH 值测量、水位测量、水温测量已经逐渐往“高科技”方向发展。
简易水情检测系统设计现如今主要可以应用于规模大的水厂、长江漓江等流域的水文资源局、农村和城市的水库、中华人民共和国水利部，比如水文遥测系统、水雨情自动监测系统、水位报警器等。
主要进行雨量水情、防汛和饮用水PH监控等信息的预警等，也普遍应用于污水处理厂对农药废水、酿造行业废水、化学肥料废水等进行水情检测，使其能够安全的排入江河湖海让水系动物像鱼类不受到污染。
21世纪的现在，中华人民共和国到处都在经历严重的洪涝灾害，对于网络爆炸的时代，兴起了“城市看海”的网络热词。
无论是山体滑坡还是城市内涝，中国许多城市的居民的出行和日常生活都受到严重的影响。
如果想让“看海”这样的情况消失的话，本次设计就得用一些现在国际上先进的高科技技术来预防并使它得到控制，这也是与水情管理部门存在着密不可分的关系。
在能购买到水情检测系统的平台，它们的标价大多数价格昂贵，一般不能集水位，水温，水的PH值测量等功能融为一体，这一现状使很多公司想扭转水利建设明显滞后的局面。
如果想要对水情情况进行实时的数据采集、存储和传输，那么简易水情检测系统设计就要运用21世纪比较高科技的技术，使其能够解决小溪、河流和水库的洪水预测与防洪调度，然后使得人们能够提前预防洪水以及发生洪水后有一定的应对能力。
预计到2025年，基本可以建成防洪减灾的简易水情检测系统，使其在农民的田地灌溉以及预防洪灾也可以发挥很大的作用。
所以就必须加强对水情检测系统的技术钻研力度和创新发明。
总而言之, 大力发展水情检测系统技术, 设计一个高级先进的简易水情检测系统, 对提高水利部门在防汛、防洪方面的工作质量和效率具有十分重要的意义。
1．2课题研究的国内外发展现状据我阅读许多国外资料了解到，美利坚共和国在简易水情检测设计方面比较重视。
世界上最早开始着手研究这个设计的国家是美国和日本。
在水情情况检测的历史发展历程中，首次在市面上出现的产品是来自美国的SM公司与其国家的天然气局一起合作生产的一款名为“水情自动测报”的检测设备。
随着技术的逐渐往高处走，此系统也是一样，这个系统由低性能到高性能，而且功能更加稳定。
1970年之后，红外线遥控设备、远程监控技术在全世界得到广泛的应用。
1980年之后，世界上有许多家公司都研发了一些很厉害的产品，使得水情检测系统可以在水文监测、水情测报、河道观测、农田小气象观测、环保监测、大坝安全监测、山洪地质灾害预警、城市饮水安全监测、水产养殖等领域应用，也可以给予给排水工程师在水利工程中提高帮助。
在我国，刚开始是为了水库工作的方便所以让工程师研究一个可以应用于水库的水情检测简易水情检测系统。
但是由于当时的旧中国各方面都比较落后，资金方面又跟不上，导致测量的误差较大，不能应用。
到了1980年，我国渐渐开始崛起,并用较快的速度改进了国家的技术基础,自主开发设计了属于自己的水情自动监测系统。
新中国于1986年将此设计投入运行，使得水情检测技术在20世纪的最后十年发展迅速，这一段时间被称作是最快的时期。
此外，铁路、互联网、工业网络也开始陆续建成，中国逐渐进步。
简易水情检测系统设计从开始到成型经历了十几年的发展过程，特别是近几年，我国的水情自动监测系统有了不小的发展。
系统的功能由最初的能够测量出水位高度、水酸碱度、水温测量，发展到现如今能够满足测量很多种水利工程中的数据。
此系统将持续创新，简易水情检测系统设计可以实时监控一些人不能靠近的犄角旮旯或者没有人监控的场景。
不断的去改进和创造先进的产品支持水利有关工作，为我国的天气预报、防洪减灾事业做出它应有的贡献。
1．3本课题的主要内容由系统功能可得，本系统是一个可应用于实际生活的简易水情检测系统，主要包括以下几个设计内容:（1）水情数据采集：STM32主控芯片可以连接到外围硬件电路中的多个传感器,准确且实时地进行采集所在地方水情（水温、水位、PH）数据；（2）数据显示：将进行采集所在地方水情（水温、水位、PH）数据显示在屏幕上，在屏幕上分两行显示“水情检测系统”等字并显示实时时间；（3）数据传输：对采集的数据进行远程传输即对检测到的几个数据以及实时时间通过串口通信发送到PC机上显示，就可以达到监测水情和预防未知性灾害的效果。
1．4论文结构安排本论文共分为六章，章节结构安排如下：第一章介绍了简易水情检测系统研究的目的及意义、国内外研究现状等，最后给出了本设计的主要内容及任务要求。
第二章对水情检测中最重要的PH传感器作出了详细的分析,给出了其在工作时的工作原理。
第三章是对系统方案的确定,对每个方案进行了详细分析并介绍了系统电路设计的具体指标。
第四章主要介绍了本设计硬件各模块的组成以及电路原理。
第五章主要介绍了系统各模块的软件设计方案以及软件编写设计思想。
并对一些主要程序进行细致的分析，比如PH检测、水温检测等。
第六章介绍了本设计的系统测试工作并记录了测试的数据，对采集的参数进行误差分析，最后对全文进行总结。
第2章PH传感器检测模块本次设计中采用市面上常见的PH值检测采集传感模块，接口为BNC标准接口，适合接可充式PH复合电极，检测精确度高，使用也很方便。
2．1 PH检测传感器的组成在生活中要判断一个液体是酸还是碱的时候，一个最通常的方法就是利用石蕊试纸进行测试酸碱值。
将液体滴一滴在试纸上，试纸的颜色会随着液体PH值的不同而改变颜色，从而辨别出是酸或是碱。
但是，如果待测液体的PH值接近中性的话，数值会有极大误差，所以这就是为什么这次设计要用PH传感器检测模块的原因。
PH传感器检测模块包括了PH复合电极和PH传感器电路。
2.1.1 PH复合电极本系统中待测溶液中的PH值在工业以及生活中都是用PH复合电极来实现的。
图2.1为PH复合电极。
所谓PH复合电极就是将两个电极封装在一起形成一个可填充塑料外壳的复合电极。
它的实际测试电极是底端的玻璃泡，对比电极是银-氯化银电极。
本次设计运用了上海知名品牌雷磁的E-201-C型号PH复合电极，从传统意义上来说：它有塑料栅保护，可以防止测量时外电场干扰，测量时可搅拌待测液体。
图2.1 PH复合电极2.2.2 PH传感器PH传感器模块是数据采集中较稳定的检测传感器模块。
它可以进行二次开发，具有经济实惠、小巧玲珑、测量值准确、电路稳定等特点。
此PH传感模块可与N种微处理器AD转换的I/O口进行连接，输出方式是模拟电压信号输出。
该模块是由电位器、电阻、电容、电源指示灯、温度补偿模块和BNC接口。
在简单水情检测系统的测量过程中，将PH复合电极连接到板上的BNC接口上。
图2.2为PH传感电路。
图2.2 PH传感器电路2．2 PH传感器的工作原理图图2.3是PH传感器模块原理图。
图2.3 PH传感器模块原理图PH传感模块在工作时会外接PH复合电极，原理图中通过BNC接口输出的是电压单位是mV，该模块利用放大器来实现信号放大的功能，将mV转换成V。
PH 模块由多个电阻、电容与放大器TLC4502一起工作达到对信号的变大,还搭载了采用SOIC-8封装方式的LM285D-2.5基准电压源，给电路提供高精度的2.5V电压。
2．3 PH工作原理在本设计中，为了得到精确度高的PH值，就要使用电位分析法来进行PH 值测量。
会把收到的酸碱信号转换为电压信号，然后再把数据发送到控制电路，这种方法就叫做电位分析法。
准确率高的PH检测模块主要应用于需要检测溶液酸碱度的各个工业溶液。
主要工作原理：（1）PH传感器连接PH复合电极之后，整个模块上电后开始工作。
通过PH 复合电极利用溶液中对酸碱度的敏感，PH传感器利用溶液中的H+离子活度来检E ：代表标准电极电动势；R ：气体常数）mol *K （8.31441J/； T ：温度； n ：电极反应中电子转移数；F:法拉第常数。
验溶液酸碱度。
PH 值与氢离子活性aH+的关系如下：+-=H PH a log 10 （1） 此外，氢离子活性与氢离子浓度的关系如下：)(a +++=H H H γ （2） （2）PH 复合电极主要拿来测试部件是玻璃电极和参比电极，通过这两电极的内部电极与内部液体之间产生的电位。
如在特殊情况下，温度会对电动势产生特别大的影响。
此时需将温度保持一致，玻璃电极的电动势只由待测液体的酸碱度决定。
由上可得被测溶液的PH 值与模拟电压输出的关系是线性的，线形图为图2.4。
根据Nernst 方程可以得出，电动势、温度与PH 值三者之间的关系为： KPH E a nF RT E E H -=+=+00)(log )/303.2( （3） 其中：图2.4 PH 值与输出电动势关系其中：γH+： 氢离子活性系数（acTIvity coefficient ） H+： 氢离子浓度（3）因此通过对电位的变化测量，从而将这两个电极电位测量出来就可以得出PH溶液的PH值。