【正文】 ) [5]何希才、薛永毅《傳感器及其應用實例》 機械工業(yè)出版社 20xx (04) [6]施金鴻、陳光明 《電子技術基礎實驗與綜合實踐教程》北京航空航天大學出版社 20xx (07) 4. 進度安排： （ 1） 20xx/12/23— 20xx/1/10 資料調(diào)研和開題報告撰寫 （ 2） 20xx/01/20xx/02/20 假期進行有關部件調(diào)研考察，方案設計 （ 3） 20xx/03 初 第一周 匯總調(diào)研有關技術資料，準備方案 （ 4） 20xx/03 中 20xx/03 末 原理設計接線圖設計 （ 5） 20xx/03 末 20xx/04 初 工程安裝設計，包括數(shù)值計算、編寫程 （ 6） 20xx/04 中 20xx/04 末 購買器件，制作組裝 （ 7） 20xx/05 初 一周時間 仿真模擬調(diào)試 （ 8） 20xx/05 中 20xx/05 末 項目總結，完成 論文 答辯 5. 指導教師意見： 開題簡單明了，這是很實用的 小裝置研制，鍛煉動手能力，希望能做出實物，并申報大學生科技創(chuàng)新計劃中去。反相器向 MPU（ 2051）發(fā)送低電平輸入信號， MPU 收到信號后激活語言存儲模塊通過放大電路驅動揚聲器發(fā)出語音報警，同時 MPU 控制發(fā)光二極管發(fā)出閃光報警。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。從而電導率的變化可以間接反映了水質(zhì)的變化。 對此，本人作為一個即將畢業(yè)的大學生，想利用自己大學期間所學的知識來研究一個，基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器，以達到飲水機水質(zhì)變化時報警，提醒人們更換過濾網(wǎng)。在這種背景下 水過濾技術應用而生，在我國直飲水機主要靠過濾實現(xiàn)，其工藝過程包括前置超濾膜、食用級陽離子交換樹脂、發(fā)絲活性炭、能量活水素、 顆粒椰殼活性炭 、 后置超濾膜 、 液體激活器 幾個過程。盡管標價昂貴但廁所并非純金制造， 只是 有一個很別致的功能 —— 可以把尿液轉化為飲用水。準備申報實用新型發(fā)明專利和大學生科技創(chuàng)新參賽資料。 3 設計單片機與外圍接口以及語音芯片驅動的原理線路。編程實現(xiàn)上電時累計計時，水質(zhì)變壞和濾膜到時之時發(fā)出語音提示和聲光報警信號的功能。 2．在量大面廣的過濾式飲水機上裝個小裝置計時并實時監(jiān)測水質(zhì)變化意義很大，可以形成專利推廣應用。 畢業(yè)設計 (論文 ) 基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 學 號： 姓 名： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 系 別： 指導教師： 教授級高工 二○一三年六 月 畢業(yè)設計 (論文 ) 基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 學 號： 09142069 姓 名： 李強 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 系 別： 機械與電氣工程系 指導教師： 李鑒 教授級高工 二○一三年六月 北京交通大學畢業(yè)設計（論文）成績評議 題目： 基于電化學的 飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 系別： 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 姓名： 學號： 指導教師建議成績： 85 評閱教師建議成績： 80 答辯小組建議成績： 84 總成績： 84 答辯委員會主席簽字： 年 月 日 北京交通大學畢業(yè)設計（論文）任務書 姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 設計（論文）題目 基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 題目 性質(zhì) ● 設計； □ 論文 題目 來源 □ 教學 ； ● 科研 ；□ 生產(chǎn) ； □ 其他 指導教師 職 稱 工作單位 備注 教授高級工程師 畢業(yè)設計 (論文 )的內(nèi)容和要求： 一．目的意義 1．飲用水安全和質(zhì)量問題在現(xiàn)代社會生活很受重視 ，自從上世紀 60 年代美國宇航局處理人排泄循環(huán)再用的膜過濾 純凈水專利失效流入社會以來，以膜技術為特征的過濾處理飲用水技術風靡世界。 3．基于電化學原理、采用模擬電子、數(shù)字電子技術和單片機技術的小裝置研制充分體現(xiàn)現(xiàn)代大學生學以致用服務社會用科技施惠人類的典型范例特質(zhì)。 3．系統(tǒng)實際應用場合調(diào)試，編制使用說明，撰寫技術論文，爭取申報專利或創(chuàng)新參賽。 4 設計選型、購買器件，動手制作小裝置。 進度安排： 20xx 年 12 月底 — 20xx 年 1 月初，完成資料調(diào)研，寫出開題報告； 20xx 年 3 月初 — 4 月 初 完成所有圖紙、選型設計； 20xx 年 4 月初 — 4 月 底 研制做成小裝置。其昂貴的制水過程不僅能把尿液過濾成水，而且能從濕毛巾中吸滲出可飲用的水分，美國宇航局官員表示，這種轉換水比美國的自來水更潔 凈。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用，無法完成有效的過濾過程，這樣水質(zhì)就會 變壞，如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。這一裝置主要用到了大學所學的電化學知識、微機單片機控制技術、數(shù)字電子技術、模擬電子技術。 圖 1 水中雜質(zhì)導電可以測水中的電導率 2）單片機原理： 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式 微控制器 （ Microcontroller Unit）， 常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，單片機又稱 單片微控制器 ，它不是完成某一個邏輯功能的 芯片 ，而 是把一個 計算機系統(tǒng)集成 到一個芯片上。同時，學習使用 單片機 是了解計算機原理與結構的最佳選擇。運行 開關啟動時就開始累計記時，根據(jù)過濾膜的壽命定時，時間一到則向 MPU 發(fā)出信號，發(fā)出聲光報警。 指導教師簽字： 日期： 年 月 日 6. 系意見： 簽字： 系（蓋章） 日期： 年 月 日 北京交通大學畢業(yè) 設計（論文）指導教師評閱 意見 姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導教師 職稱 教授級高工 單位 指導教師 職稱 單位 畢業(yè) 設計（論文）題目 基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 指導教師評 語： 是否同意答辯： 同意 論文成績： 85 指導教師（簽名）： 年 月 日 北京交通大學畢業(yè) 設計（論文） 評閱教師 評閱 意見 姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導教師 職稱 教授級高工 單位 指導教師 職稱 單位 畢業(yè)設計（論文）題目 基于電化學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計 對論文的評語： xx 同學畢業(yè)論文的選題基于電化 學的飲水機水質(zhì)監(jiān)測報警器設計，論文探討了系統(tǒng)分析和設計方法，具有一定實用價值。 綜上所述， xx 同學已經(jīng)掌握了本專業(yè)的基礎理論和相關專業(yè)知識，該同學寫作的畢業(yè)論文已經(jīng)達到本科畢業(yè)論文水平，可以提交答辯。 申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關責任。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用，無法完成有效的過濾過程，這樣水質(zhì)就會變壞，如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。 本設計主要闡述了信號采集裝置，數(shù)據(jù)分析芯片，語音輸出芯片的設計內(nèi)容，從而達到水質(zhì)報警的效果。 conductivity。研究表明，常規(guī)凈水工藝不能去除原水致突變物，而且加氯 處理后，其出廠水的致突變陽性率經(jīng)常高于未經(jīng)處理的原水。總的來說，水質(zhì)問題的發(fā)展經(jīng)歷了 3 個階段：第一階段，致病菌如傷寒桿菌、霍亂弧菌、痢疾桿菌等病菌的介水傳染問題，從 1908 年采用加氯消毒后基本得以解決；第二階段，重金屬如汞、鎘等的污染問題，通過多種方法治理工業(yè)污水而得以解決；第三階段，即當前階段，有機物對水的污染問題，在有機物污染中可能存在致害物、致突變物、致畸物 目前，去除飲用水中“三致”廢水最有效的技術即為膜法，膜技術按照過濾精度分主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透技術。其昂貴的制水過程不僅能把尿液過濾成水，而且能從濕毛巾中吸滲出可飲用的水分，美國宇航局官員表示，這種轉換水比美國的自來水更潔凈。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用，無法完成有效的過濾過程，這樣水質(zhì)就會變壞，如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。其他國家或地區(qū)的飲用水標準大都以這三種標準為基礎或重要參考，來制定本國國家標準。應從實際出發(fā)，選擇一定數(shù)量的指標確定標準限值。只有當污染物含量達到一定水平，有造成危害的可能性，而且檢出頻率高時，才有制定限值、進行檢測的必要性。科學的人群流行病學調(diào)查可提供最有價值的資料，為制定化學物質(zhì)限值提供最直接的依據(jù)。所以只有對已經(jīng)具有可行檢驗方法的物質(zhì)才能納入標準。這 種要求促進監(jiān)測技術在兩個方面提高監(jiān)測速度，一方面是提高原有儀器方法的分析檢測速度，大大縮短監(jiān)測時間；另一方面是促進了儀器小型化和在線化，大量的在線監(jiān)測分析技術和儀器產(chǎn)品得到了開發(fā)應用。 水質(zhì)標準的發(fā)展趨勢 研 究比較各國水質(zhì)標準的發(fā)展過程，對微生物、消毒劑及其副產(chǎn)物對人體的影響越來越重視，對指標的規(guī)定在越來越全面嚴格的同時也充分結合實際情況考慮其合 理 性和科學性這兩點應該是未來水質(zhì)標準的發(fā)展趨勢。最后要增強指標體系的可操 作性，避免以實驗室所能達到的最低限 度 作為標準而使常規(guī)供水機構無法實現(xiàn)?？捎?USB 接口供電，也可外接 5V 直流電源或三個干電池作為裝置的能源輸入。 由于電化學以上兩方面特性，常常被用于液體中微量元素的精確檢測，電導率檢測水質(zhì)就是目前在水處理領域得到普遍應用的成熟技術，以下為電導率監(jiān)測的方法和原理。其定義是截面積 1cm2，極間距離為 1cm 時，該溶液的電導。每一電極有各自的電導池常數(shù)，分別下列三類：即 以下， ～ 及 ～ 10。其倒數(shù) 1/ρ 稱為電導率，以 K 表示。 信號采集 利用電導率儀檢測水電導率的原理， 電導率是以數(shù)字表示溶液傳導電流的能力。根據(jù)歐姆定律，溫 度一定時，這個電阻值與電極間距 L（ cm）正比，與電極的截面積 A（ cm2）反比，即R =ρ（ L/A）；其中 ρ 為電阻率 ,是長 1cm，截面積為 1cm2 導體的電阻，其大小決定于物質(zhì)的本性。 通過測量電路的測試得出在給定電壓為 5V的情況下水中的電導率變化比較大，電源的電壓為 5V 額定電流為 1A，為準電壓為 ，當加入食鹽以模擬污染環(huán)境，水中的電壓變?yōu)?，繼續(xù)加入時電壓測得為 。18V，消耗電流小， Icc=，輸入失調(diào)電壓小， V=177。 13 LM339 類似于增益不可調(diào)的運算放大器。當 “+”端電壓高于 “”端時，輸出管截止，相當于輸出端開路。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值 。 AT89C2051 是一帶有 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器 （ EEPROM）的低電壓，高性能 8 位 CMOS 微處理器 ?？臻e方停止 CPU 工作但允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行工作口和 中斷系統(tǒng) 繼續(xù)工作。從 1971 年微型計算機問世以來，由于實際應用的需要，微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展：一個是向高速度、大容量、高性能的 高檔微機方向發(fā)展；而另一個則是想穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉的單片機方向發(fā)展。用戶可以根據(jù)需要設計成各種不同應用的控制系統(tǒng)，即通用單片機有一個再設計過程，通過用戶的進一步設計，才能組建成一個以單片機為核心再配以其他外圍電路的應用控制系統(tǒng)。 AT89C 單片機的結構圖如下。通過在單塊芯片上組合通用的CPL1 和 FLASH 存儲器，使 AT89C2051 成為一強勁的微型計算機。 主要性能 ： 和 MCS51 產(chǎn)品兼容 2KB 可重編程 FLASH 存儲器 耐久性： 1000 次寫 /檫除。當 p1 口引腳寫入“ 1”時可作輸入端，當引腳 用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流。當 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 RST 引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平，所有的 I/O口都將復位到“ 1”狀態(tài)，當振蕩器政治工作時，持續(xù)兩個機器周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期為 12 個振蕩時鐘周期?？刹捎檬⒕杌蛱沾烧袷幤鹘M成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅