基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的刷卡排污智能監(jiān)測監(jiān)控采樣系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文-在線瀏覽
2024-08-03 20:44本頁面
【正文】 氮等污染物含量等數(shù)值的采集，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與中心平臺軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并實現(xiàn)污水閥門的自動控制。樣本的采取自動采取方便了我們隊污水監(jiān)測、排放的實施，整個過程了大大提升了監(jiān)測過程的智能化程度。我們的數(shù)據(jù)信息通過串口，運用TIP/CP協(xié)議和上位機(jī)進(jìn)行傳輸，在上位機(jī)的存儲單元進(jìn)行信息存儲。其中涉及了通信軟件，監(jiān)控軟件，刷卡軟件和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。這五個模塊通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，實現(xiàn)通信。在系統(tǒng)中，采用射頻 IC 卡由中心平臺進(jìn)行充值處理，可隨時到現(xiàn)場刷卡，實現(xiàn)排污的預(yù)付費。 用戶信息管理模塊此模塊主要是有數(shù)據(jù)庫組成，通過對數(shù)據(jù)庫的使用，實現(xiàn)對用戶賬戶，排污信息的高效智能化的管理。 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊主要具有對環(huán)境監(jiān)測因子（COD、PH值和氨氮含量等）以及流量，流速的集成采集、存儲和通訊功能。 采樣子系統(tǒng)模塊采樣子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是接受數(shù)據(jù)采集器發(fā)出的開關(guān)命令，現(xiàn)場控制采樣過程。把系統(tǒng)記錄的采樣情況，采樣時間和監(jiān)測因子的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)返回給上位機(jī)，方便了上位機(jī)的數(shù)據(jù)更新和管理。5 采樣子系統(tǒng)組成 采樣子系統(tǒng)工作過程： 采樣過程圖 根據(jù)采樣子系統(tǒng)的工作過程圖，總的概括了采樣子系統(tǒng)包含以下功能： 系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制的通訊功能，采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，自動實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制采樣、遠(yuǎn)程修改參數(shù)、遠(yuǎn)程獲取采樣記錄等功能。 系統(tǒng)具有樣品恒溫保存功能，當(dāng)樣品采集后，在溫度控制系統(tǒng)控制下，能實現(xiàn)對樣品的恒溫保存。最多可存貯200條記錄 系統(tǒng)具有斷電保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生意外斷電且再度上電情況時，水質(zhì)自動采樣器能恢復(fù)掉電前的狀態(tài)，所設(shè)定的參數(shù)不變，并能繼續(xù)完成后續(xù)采樣。 系統(tǒng)具有管路自動清洗、廢液回流的功能，還具備水樣正沖洗、反沖洗功能，能自動排出儀器內(nèi)殘留的水樣，自動清洗采樣管路。通過選擇適宜的采樣模式，規(guī)定采樣時間，采樣間隔，采樣周期等等，在我們所研究的此系統(tǒng)中，我們運用到的是流量等比單樣模式。這樣的采樣模式有利于對污水整體的狀況作解釋，具有全局性。， 流量等比模式的運用在子系統(tǒng)中，由數(shù)據(jù)采集模塊向現(xiàn)場采集器發(fā)出采樣命令，現(xiàn)場采集器接收到采集命令就返回信息，進(jìn)行流量詢問，流量詢問。 遠(yuǎn)程在控制模式在采樣子系統(tǒng)的工作過程圖中，有接收采樣命令的過程，這個過程專業(yè)地講也就是系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控的過程，這也是本系統(tǒng)的特點。監(jiān)控中心通過GMS/GPRS發(fā)送采樣數(shù)據(jù)命令，通過無線數(shù)據(jù)采集傳輸裝置將指令傳輸給采樣模塊中的控制器（主控電路），使得采樣操作得以運行。6 采樣子系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計本模塊形象化地可以說是一個自動采樣器，從硬件電路的角度來說，它是在單片機(jī)的控制下，采用步進(jìn)電機(jī)配合蠕動泵將水樣采入儀器，通過樣本分配系統(tǒng)將水樣送入指定的采樣瓶中，所采集的水樣通過恒溫系統(tǒng)溫度恒定在4℃，從而完成水樣的自動采集、自動分配和恒溫保存過程的器件。： 采樣子系統(tǒng)主控電路圖 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機(jī)角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。當(dāng)對步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。以四相電機(jī)為例，有四相四拍運行方式即ABBCCDDAAB，四相八拍運行方式即 AABBBCCCDDDAA。八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=（俗稱半步）。的步進(jìn)電機(jī)為例（現(xiàn)在市場上常規(guī)的二、176。在這種情況下，我們可以計算每秒鐘接收400個脈沖，那么轉(zhuǎn)速為每秒400*176。相當(dāng)與每秒鐘轉(zhuǎn)一圈，每分鐘60轉(zhuǎn)。10%步距角度起動轉(zhuǎn)矩28BYJ4854300≥300啟動頻率定位轉(zhuǎn)矩摩擦轉(zhuǎn)矩噪聲dB絕緣介電強度減速比≥550300≤35600VAC1S1:64 ULM2003A驅(qū)動由于單片機(jī)的接口信號不夠大，所以我們必須在單片機(jī)接口外加一塊驅(qū)動芯片。我們的步進(jìn)電機(jī)的紅線接電源5V。當(dāng)定子的一個繞組通電時，則會產(chǎn)生一個方向的電磁場，如果這個磁場的方向和轉(zhuǎn)子磁場方向不在同一條直線上，那么定子和轉(zhuǎn)子的磁場將產(chǎn)生一個扭力將定子扭轉(zhuǎn)。而改變磁場切換的時間間隔，就可以控制步進(jìn)電機(jī)的速度了，這就是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動原理。實時的時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每個月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，在時鐘操作中，可通過AM/PM標(biāo)志位決定到底采用24還是12小時的時間格式。： DS1302芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1302在模塊中的運用采樣模塊具有信息記錄的功能，其中采樣時間的實時顯示和記錄，就用到時鐘芯片，還有在采樣的時候，我們需要設(shè)定采樣時間間隔，這個時間就有時鐘芯片來提供。 蠕動泵 蠕動泵的工作原理： 蠕動泵工作原理蠕動泵很形象的可以比喻成用手指夾擠壓一根充滿流體的軟管，當(dāng)我們的手指擠壓軟管不斷向前滑動時就可以驅(qū)動軟管內(nèi)流體向前移動。蠕動泵通過對泵的彈性輸送軟管交替進(jìn)行擠壓和釋放來實現(xiàn)對流體的輸送。 蠕動泵在模塊中的運用 本模塊中主要使用蠕動泵來完成抽水的工作，當(dāng)模塊接收到數(shù)據(jù)采集模塊的采樣命令時，便開始工作。 流量傳感器 流量傳感器的工作原理在本系統(tǒng)中，我們是使用的超聲波流量傳感器。超聲波發(fā)射換能器主要的是完成將電能轉(zhuǎn)換成超聲波的器件，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量值的電信號供給顯示和積算儀表進(jìn)行數(shù)值處理。 超聲波流量傳感器在采樣子系統(tǒng)中的運用 在本系統(tǒng)中，超聲波流量傳感器主要是安裝在污水輸送管道出水口上部，當(dāng)采樣模塊接收到數(shù)據(jù)采集器的采樣命令后，開始采樣。 DSl8B20 溫度傳感器單線數(shù)字溫度計 DSl8B20 介紹： DS18B20圖 DS18B20數(shù)字溫度傳感器本身提供了9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)，來指示器件的溫度。元件的電源可以由數(shù)據(jù)線本身直接提供而不需要外接電源。 溫度計算DS18B20用9個位來存貯溫值度，最高位為符號位，元件的溫度存儲方式如表4所示： 負(fù)溫度S=1，正溫度 S=0 例如：00AAH 為+85，0032H 為25℃，F(xiàn)F92H 為55℃ 9位溫度存儲方式LS Byte： Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit7MS Byte： Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bi
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