水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)備用課件

1、基于ZIGBEE的水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)馬亞文 焊接總工程師電路設(shè)計(jì)王子棟仿真總工程師電路設(shè)計(jì)張愛升程序設(shè)計(jì)師程序編寫李東轅隊(duì)長(zhǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃全局 水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水體污染防止工作和水環(huán)境保護(hù)工作的重要部分，但是目前在我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際工作中大量采用的監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)不能滿足環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展的社會(huì)需求，亟需現(xiàn)代的技術(shù)融入水環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。 目前，實(shí)地檢測(cè)水質(zhì)又耗費(fèi)大量人力物力，傳感器來(lái)完成檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)，通過無(wú)線傳輸將數(shù)據(jù)傳到PC端，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 555定時(shí)器 全波整流電路PH調(diào)理電路 PH電極電導(dǎo)率電極CC2530無(wú)線傳輸模塊作品組成作品組成PH部分 我們采用的PH傳感器型號(hào)E-201-C。因?yàn)镻H的值是0

2、到14，我們的目的是用電路實(shí)現(xiàn)電壓與PH產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了PH調(diào)理電路來(lái)使PH和電壓值成線性關(guān)系，由于CC2530自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入電壓為03V，通過調(diào)節(jié)可變電阻VR1使VO1限制在-1.51.5V，調(diào)節(jié)VR2使VI2=0.75V，這樣就可以使輸出VOUT滿足要求。VOUT與傳感器原始輸入信號(hào)VIN之間的關(guān)系可通過公式（1）和公式（2）算出： VO1=VIN1+(R2+VR1)/R1) (1) VOUT=VI2-(VO1-VI2)/R4*R5 (2)由此公式及選擇合適參數(shù)，得到PH值與輸出電壓關(guān)系為： PH=4.653VOUT 0.0068 (3)PH部分電導(dǎo)率部分作品組成555定時(shí)

3、器全波整流電導(dǎo)率部分 我們采用的電導(dǎo)器是DJS-1型鉑黑電導(dǎo)電極，其電導(dǎo)池常數(shù)為1.023，最佳工作條件是20KHZ的交流供電，所以我們必須先將直流電源改為20KHZ交流電源給電導(dǎo)率傳感器供電，這里我們需要NE555來(lái)產(chǎn)生20KHZ方波來(lái)來(lái)驅(qū)動(dòng)電導(dǎo)率傳感器，我們可以由公式（4）來(lái)算出我們所需要的頻率： （4） 這樣電導(dǎo)率傳感器輸出的電壓依然為交流，不易被單片機(jī)采集，我們還需要把電導(dǎo)率傳感器的輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，這里我們采用全波整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)交-直流轉(zhuǎn)換，電路圖上圖程序流程圖測(cè)試方案及測(cè)試結(jié)果我們采集的學(xué)校周圍河流的污水來(lái)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果為：PH 9.434 DDLV 70.109us/cm

4、PH 9.556 DDLV 63.109 us/cmPH 9.556 DDLV 63.109 us/cmPH 9.556 DDLV 70.109 us/cmPH 9.556 DDLV 66.109 us/cmPH 9.556 DDLV 59.109 us/cmPH 9.556 DDLV 68.109 us/cmPH 9.556 DDLV 62.109 us/cmPH 9.556 DDLV 59.109 us/cmPH 9.556 DDLV 60.109 us/cmPH 9.556 DDLV 57.109 us/cmPH 9.556 DDLV 67.109 us/cm ZIGBEE無(wú)線模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

5、通信可視距離為300米，所以可以實(shí)現(xiàn)300米距離內(nèi)的傳輸。 CC2530自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能也大大提供了方便，為我們輸出模擬量的傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端提供了可能。 ZIGBEE模塊能耗方面非常出色，耗電量極小，可以保證在水中長(zhǎng)時(shí)間不更換電池，且工作穩(wěn)定。 無(wú)需人工控制，解決了傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問題與不足。 功能單一，只能對(duì)PH和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 PC機(jī)只做了簡(jiǎn)單的上位機(jī)界面，但沒有接入因特網(wǎng)。數(shù)據(jù)的共享性不強(qiáng)。 PH測(cè)量精度不高，測(cè)量電導(dǎo)率時(shí)無(wú)法測(cè)量水中的金屬離子。 供電采用傳統(tǒng)的鋰電池，可靠性和持久性不高。將來(lái)可以采用太陽(yáng)能電池板，提高供電的可靠性。問題與不足幾點(diǎn)建議1、明確自己的動(dòng)機(jī)，在做的過程中逐漸培養(yǎng)興趣。2、逐漸形成自己的團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的作用；3、明確方向，牢牢與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合；4、腳踏實(shí)地，從小做起，注重理論的分析。幾點(diǎn)建議可能用到的幾種軟件 用到的知識(shí)Keil c51（編譯環(huán)境）Multisim（電路仿真）Altium Desiner（電路圖繪制）M