基于單片機(jī)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-06-12 19:46 本頁面
【正文】 適合采用什么處理方法，常規(guī)指標(biāo)提供了最基本和重要的依據(jù)。 第二，為水處理工藝運(yùn)行提供參考。以生物法處理廢水為例，各個(gè)工藝單元都對進(jìn)水水質(zhì)有相關(guān)要求，出水水質(zhì)也要達(dá)到設(shè)計(jì)效果，所以就要在各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)對污水水質(zhì)進(jìn)行檢測，并以此判斷運(yùn)行是否正常，如果異常，也可以從水質(zhì)指標(biāo)做出預(yù)判?？偟膩碚f，常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測是用來反映水質(zhì)基本特征的。為行政的、經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的表征污水提供量化指標(biāo)。另外通過對水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研究，可以對監(jiān)測和測控有一個(gè)更深入的了解，尤其是在電子測控方便，應(yīng)用到電子測試的一些基本知識，配合對單片機(jī)的研究，可以對自己在監(jiān)測和測控方面進(jìn)行很大的提升，而且在當(dāng)今時(shí)代，監(jiān)測和測控的技術(shù)逐漸的儀表化，通過這次的研究可以做出比較精確的儀表。另外，研究如何將傳感器與外圍電路配合，將感應(yīng)的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號也是非常重要的，這樣對傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用也會得到認(rèn)識上的提升，另外就是單片機(jī)的學(xué)習(xí)，尤為的重要，可以豐富自己的設(shè)計(jì)能力和單片機(jī)程序語言的設(shè)計(jì)能力。 水質(zhì)監(jiān)測的監(jiān)測指標(biāo)水質(zhì)檢測是指對水樣的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試，可以根據(jù)這些指標(biāo)對水質(zhì)進(jìn)行分類，對水體質(zhì)量進(jìn)行判斷和綜合評價(jià)。其檢測內(nèi)容可以是pH值、各種溶于水的自由離子（比如氨氮、氯離子、高錳酸根離子、硝酸根離子、磷離子、氟化物和氰化物等）、細(xì)菌總數(shù)及礦化度等。使用電子設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)檢測，主要是利用各類傳感器，對水中的參數(shù)進(jìn)行檢測。其檢測內(nèi)容可以為渾濁度，電導(dǎo)率，溫度等。依據(jù)我國地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準(zhǔn)值及地下水質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)，并參照了生活飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)最高要求，將地下水質(zhì)量劃分為五類：Ⅰ類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量。適用于各種用途。Ⅱ類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量。適用于各種用途。Ⅲ類 以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。Ⅳ類 以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。Ⅴ類 不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。 我國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分類表類別ⅠⅡⅢⅣⅤ氯化物（mg/L）≤50≤150≤250≤350≥350硫酸鹽（mg/L）≤50≤150≤250≤350≥350硝酸鹽（mg/L）≤≤≤20≤30≥30渾濁度（mg/L）≤≤10≤20≤100≥100溶解性總固體（mg/L）≤300≤500≤1000≤2000≥2000 2水質(zhì)監(jiān)測的方法和原理 水中自由離子濃度與水的導(dǎo)電率的相互關(guān)系純水本身可微弱地介離，使水具有微弱的導(dǎo)電能力。水中含有各種自由離子使水溶液具有更強(qiáng)的導(dǎo)電性。水質(zhì)越純，溫度越低，電離度越低。因此水的導(dǎo)電率越低。超純水幾乎不能導(dǎo)電[1]。由于不同水中所含有的自由離子的含量不同所以水的導(dǎo)電能力不同，本設(shè)計(jì)通過檢測不同水質(zhì)下水中的電阻，從而得出其電導(dǎo)，判斷水質(zhì)是否純凈。溶液導(dǎo)電能力以電阻值來表示，導(dǎo)電能力強(qiáng)電阻值小。純水導(dǎo)電性微弱。電阻率P的物理意義是1cm，截面為1cm2均勻?qū)щ婓w的電阻值（即1cm，水或水溶液的電阻值），并稱之為水的“電阻率”或“比導(dǎo)電”。電阻率的單位為歐姆厘米(Ωcm）。電阻率(P的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率(x)(單位為記作歐姆1厘米1）[2]。 某質(zhì)量分?jǐn)?shù)各水樣的相對電導(dǎo)率范圍序列測量內(nèi)容相對電導(dǎo)率變化范圍1自來水2加入8mg硫酸亞鐵3加入4mg硫酸亞鐵4加入4mg氯化鉀5加入2mg氯化鉀6加入1mg氯化鉀7加入2mg磷酸三鈉8生活污水9某電氣公司處理前水樣10某電氣公司處理后水樣11加入汽油的水樣12加入煤油的水樣 水的渾濁度的監(jiān)測原理當(dāng)液體濁度增加時(shí)，由于液體阻礙增強(qiáng)，光的通過率低，光敏電阻器接受光線弱。當(dāng)液體濁度下降時(shí)，光敏電阻器接受光線強(qiáng)，利用這一原理，通過濁度傳感器采集數(shù)據(jù)，可以有效地監(jiān)測水中渾濁度。 3水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以單片機(jī)為主要控制器件，主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括傳感器的選取，單片機(jī)的選取與應(yīng)用，A/D轉(zhuǎn)換的選用，電源設(shè)計(jì)，顯示部分設(shè)計(jì)等；軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序設(shè)計(jì)和子程序設(shè)計(jì)，監(jiān)測結(jié)果通過顯示模塊顯示。 ，本系統(tǒng)是基于單片機(jī)技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，傳感器采集目標(biāo)對象的信息，將信息送到A/D的模擬通道中，由單片機(jī)通過程序?qū)⒔?jīng)過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信息讀到自己內(nèi)部的寄存器中，單片機(jī)通過自己內(nèi)部的ROM中的程序，將輸入的信息處理，然后將得到的信息通過顯示裝置顯示出來。 單片機(jī)的選擇單片機(jī)也被稱為微控制器，它在很多智能控制系統(tǒng)都有廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)是電腦CPU的小型化。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。本系統(tǒng)以單片機(jī)為系統(tǒng)核心，從單片機(jī)發(fā)展與應(yīng)用情況分析，雖然嵌入式技術(shù)日臻成熟，但8位單片機(jī)仍然是單片機(jī)應(yīng)用場合的寵兒，以MCS 51單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛，考慮到本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本和實(shí)用性等多方因素，遂選擇同是ATEML公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)MCU。本設(shè)計(jì)以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。AT89C51是一種低功耗、高性能的8位微控制器，具有8K的flash存儲器。與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程。AT89C51單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8KByte Flash，256 Byte RAM，32位I/O口，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路[3]。 DIP40封裝 PLCC貼片封裝 AT89C51引腳圖AT89C51引腳功能描述VCC：電源端GND：接地端：P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O接口。當(dāng)它用作輸出口時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對P0口寫1時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問數(shù)據(jù)存儲器和外部程序時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。 P1口第二功能表引腳號第二功能T2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用）P1口：P1口是具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P1寫“1”時(shí)，上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以用作輸入口。此外P1口還有被用作第二功能。P2口：P2口是一個(gè)具有上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。與P1口功能類似。P3口：P2口是一個(gè)具有上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。與P1口功能類似。P3口亦可作為AT89C51單片機(jī)特殊功能（第二功能）使用。 P3口第二功能表引腳號第二功能RXD（串行輸入）TXD（串行輸出）（外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時(shí)器0外部輸入）T1（定時(shí)器1外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫讀選通） 單片機(jī)的最小系統(tǒng)所謂最小
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