基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的刷卡排污智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控采樣系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料
2025-06-29 20:44本頁面
【正文】 沖個(gè)數(shù)。每一個(gè)脈沖信號(hào)都與步進(jìn)電機(jī)的某一相相對(duì)應(yīng)或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，如此，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個(gè)步距角）。本設(shè)計(jì)使用的是減速步進(jìn)電機(jī)28BYJ48，： 28BYJ48步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)28BYJ48型為四相八拍電機(jī)，正常工作電壓為DC5V—DC12V。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。 硬件聯(lián)系框圖 采樣子系統(tǒng)主要控制電路組成本模塊的主要硬件控制電路使用到的器件有STC89C52RC單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，和ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片。這就是系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控的過程。在本系統(tǒng)中我們采用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行模塊間的通信。然后數(shù)據(jù)采集模塊再次向現(xiàn)場(chǎng)采集器發(fā)送具體命令，現(xiàn)場(chǎng)采集器接受命令后就開始工作，按照協(xié)議要求，將樣本注入指定的采樣瓶中，并記錄采樣信息。這種模式在實(shí)際運(yùn)用中適合排污量波動(dòng)較大的排污單位的總量監(jiān)測(cè)、收費(fèi)監(jiān)測(cè)等。此模式的運(yùn)行是按廢水的瞬時(shí)排放量的一定比例（如：千分之一，萬分之一）來確定單次采樣量，按一定間隔時(shí)間連續(xù)多次采集，從而使得各個(gè)時(shí)間段的樣品組成一個(gè)綜合標(biāo)本。 控制策略 自動(dòng)采樣控制模式在采樣器的定義中，采樣模式有多種多樣，具體可分為遙控自動(dòng)采樣、現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采樣，瞬時(shí)單樣、瞬時(shí)多樣、時(shí)間等比單樣、時(shí)間等比多樣、流量等比單樣、流量等比多樣、比對(duì)采樣，平行采樣、固定采樣等等。 系統(tǒng)具有故障、自診斷功能，具有故障報(bào)警、顯示與自診斷功能，有自動(dòng)保護(hù)功能，能對(duì)故障自動(dòng)上報(bào)。 系統(tǒng)具有采樣記錄功能，能夠高效、智能地記錄每次采樣的采樣時(shí)間、采樣量、采樣模式、采樣的指定瓶號(hào)等信息。 系統(tǒng)具有多種模式取樣功能，能實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)單樣、瞬時(shí)多樣、時(shí)間等比單樣、時(shí)間等比多樣、流量等比單樣、流量等比多樣、比對(duì)采樣等多種采樣模式下的操作。本小組主要負(fù)責(zé)的就是對(duì)污水進(jìn)行采樣的模塊，本人主要負(fù)責(zé)的是模塊單片機(jī)控制程序的編寫和調(diào)試工作，下面是采樣檢測(cè)模塊的詳細(xì)介紹。當(dāng)接收到上位機(jī)發(fā)來的開關(guān)命令后，單片機(jī)就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位，選擇容器后便驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)伴隨蠕動(dòng)泵開始抽水，并不斷與檢測(cè)儀互通信息。并能將數(shù)據(jù)信息通過串口，運(yùn)用TIP/CP協(xié)議和上位機(jī)進(jìn)行傳輸，在上位機(jī)的存儲(chǔ)單元進(jìn)行信息存儲(chǔ)。并且伴有實(shí)時(shí)更新的功能，和定向選取的功能，能夠方便用戶及時(shí)查看排污信息。 賬戶管理模塊賬戶管理模塊屬于上位機(jī)部分，它的主要功能就是將刷卡模塊傳輸過來的信息經(jīng)行處理，根據(jù)用戶指令，對(duì)卡上金額進(jìn)行充值和扣費(fèi)處理，并將信息送入數(shù)據(jù)庫，讓數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合，保存。 刷卡控制模塊 刷卡控制模塊主要由 FM1702SL 射 頻讀寫器、天線與 IC 卡組成， FM1702SL是 采 用 μm COMS EEPROM工藝，支持 LTYPEA 非接觸式通信協(xié)議，支持多種加密的算法，兼容飛利浦的 MF（SPI 接口）讀卡芯片。 針對(duì)排污系統(tǒng)的特殊性，確保系統(tǒng)的開放性、可擴(kuò)展性和靈活性，在設(shè)計(jì)中參照了以下標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1372992 遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件GB/T1373092 地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB242392 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程GB/ 工業(yè)過程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性DL/T6861999 電力網(wǎng)電能損耗計(jì)算導(dǎo)則GB856688 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范GB856788 計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南DL47692 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議4系統(tǒng)模塊劃分整個(gè)排污系統(tǒng)我們總共將其分為了五個(gè)模塊：（中心平臺(tái)）刷卡控制模塊；賬戶管理模塊；用戶信息管理模塊；數(shù)據(jù)采集模塊；采樣子系統(tǒng)模塊。 中心平臺(tái)我們的中心平臺(tái)主要有刷卡器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，刷卡器主要負(fù)責(zé)的是讀取卡里面的信息，通過串口將信息交由計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理。 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集傳輸部分主要具有對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)因子（COD、PH值和氨氮含量等）以及流量，流速的集成采集、存儲(chǔ)和通訊功能。結(jié)合上述內(nèi)容，： 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場(chǎng)控器現(xiàn)場(chǎng)控制器主要是有硬件部分構(gòu)成，它涵蓋了排污過程中采集留樣的模塊，整個(gè)流程通過上位機(jī)的信息更新處理下達(dá)數(shù)據(jù)采集器發(fā)出的開關(guān)命令后，單片機(jī)就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行選擇容器，和抽水操作。中心平臺(tái)的硬件包括通信服務(wù)器、web服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等；軟件平臺(tái)采用 Windows XP，支持 GIS；數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server 2000；web服務(wù)器軟件開發(fā)語言選用C，前端通訊服務(wù)器軟件選用C++；通訊協(xié)議采用 TCP/IP，HJ/2122005（污染源在線自動(dòng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用物與物之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制的高度智能，而這種高度智能化的控制，被廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)中，如智能建筑、智能醫(yī)療、智能物流、智能交通等等?！案叨戎悄堋边@個(gè)就體現(xiàn)在由于物與物之間存在著內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，因此物聯(lián)網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、管理和消費(fèi)過程智能化的優(yōu)化決策與高效實(shí)施。 信息技術(shù)的發(fā)展 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用“全面感知”此特點(diǎn)具體體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用傳感器、射頻識(shí)別（RFID）、二維碼、全球定位系統(tǒng)GPS、攝像頭等感知儀器設(shè)備對(duì)商品、動(dòng)植物等各種客觀存在、可測(cè)量的物理實(shí)體所處位置、環(huán)境、狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、精細(xì)感知。 從技術(shù)層面來講，縱觀信息技術(shù)的發(fā)展過程，物聯(lián)網(wǎng)是繼個(gè)人計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的全球信息化的第三次浪潮（：），它的成長來源于傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)（移動(dòng)通信）、云計(jì)算，以及智能信息處理等信息技術(shù)的發(fā)展，還有應(yīng)用需求和供給創(chuàng)新的雙輪驅(qū)動(dòng)。那么總的來說物聯(lián)網(wǎng)是1999年誕生，到2005年普及，2009年進(jìn)入中國社會(huì)的世界觀。到2009年8月份溫總理提了“感知中國”這個(gè)理念后,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報(bào)告”。 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這個(gè)名詞，國內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MIT AutoID中心Ashton教授1999年在研究RFID時(shí)最早提出來的。顧名思義，也就是說物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。比如最近幾年的湖南岳陽砷污染事件、江蘇太湖藍(lán)藻事件等水污染事件，都給了我們一個(gè)嚴(yán)厲的教訓(xùn)，我們必須及時(shí)采取有效措施要保護(hù)水資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國三江四河的污染問題各不相同，總的來說我國地表水資源質(zhì)量現(xiàn)狀，符合《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅰ、Ⅱ%（河段統(tǒng)計(jì)），符合Ⅲ%，屬于Ⅳ、Ⅴ%，如果將Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)也作為污染統(tǒng)計(jì)，%已被污染，約占監(jiān)測(cè)河流長度的2/3。然而迄今為止，人類還未在除地球以外的其他星球上發(fā)現(xiàn)水源。實(shí)際運(yùn)用表明，該系統(tǒng)精度高，運(yùn)行穩(wěn)定，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上上位機(jī)和下位機(jī)的高效通信，實(shí)現(xiàn)了排污、采樣自動(dòng)化控制，是我們倡導(dǎo)綠色環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展之一。
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