基于SOPC技術(shù)的污水多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計

摘要摘要 Y2_2摘要摘要 Y2_2基于SOPC技術(shù)的污水多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計

摘要隨著我國工業(yè)化和城市化水平的不斷提升，水污染處理及控制問題日益受到人們的關(guān)注。對污水水質(zhì)參數(shù)進行監(jiān)測，可獲取污水詳細信息，同時也能為工程師提供控制依據(jù)。目前，獲取水質(zhì)參數(shù)信息有人工取樣實驗室測定法、使用便攜儀器現(xiàn)場離線測定、使用監(jiān)測系統(tǒng)在線測定等方法。其中，在實驗室對樣本測定及使用便攜儀器測定，在測定時間、經(jīng)濟成本、儀器使用壽命及二次污染上存在著諸多問題。目前使用的在線監(jiān)測系統(tǒng)，雖實現(xiàn)了實時測定，但數(shù)據(jù)采用有線介質(zhì)傳輸且只用于顯示，沒進一步利用，高投入收益卻很低?；诖耍菊n題設(shè)計了一套基于無線射頻和SOPC技術(shù)的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，在具有在線監(jiān)測功能的同時，通過引入無線射頻及SOPC技術(shù)，不僅解決了布線成本高、布線難、干擾大及維修不便等問題，還解決了系統(tǒng)升級、組網(wǎng)困難等難題。此外，利用FPGA處理能力強的特點，系統(tǒng)還對數(shù)據(jù)進行了智能分析，進而實時調(diào)整控制策略，故在實現(xiàn)在線監(jiān)控的同時降低了處理成本。本課題選取污水水質(zhì)參數(shù)中的溶解氧、化學需氧量、pH值和電導率作為監(jiān)測參數(shù)，并且整個系統(tǒng)的設(shè)計分為控制現(xiàn)場和監(jiān)控中心兩個模塊?？刂片F(xiàn)場，主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)的無線發(fā)送功能；監(jiān)控中心則主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線接收、智能分析、顯示及通訊等功能。此外，設(shè)計中還利用Matlab設(shè)計了一個集數(shù)據(jù)接收、實時波形顯示、存儲、打印等功能于一體的人機交互界面來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視。工程師可根據(jù)監(jiān)測界面顯示的數(shù)據(jù)及智能分析的報警輸出自動或手動采取安全合理的控制。最終，整個系統(tǒng)在實現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)無線監(jiān)測的同時達到了降低處理成本及降低能耗的目的。關(guān)鍵字：水質(zhì)監(jiān)測；SOPC技術(shù)；無線射頻；在線監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集ABSTRABSTRACTABSTRACTABSTRACT陳敏聰?寬帶無線接入WiMAX系統(tǒng)MAC層協(xié)議的研究與設(shè)計實現(xiàn)[D]?華南理工大學，2011.謝云.全自主機器人足球比賽系統(tǒng)的通信與多傳感器信息融合技術(shù)[D].廣東工業(yè)大學，2005.[50J梁龍.自組織遠距離無線通信系統(tǒng)節(jié)點設(shè)計[D].中北大學,2011.袁登科.基于無線數(shù)傳的泥水界面檢測系統(tǒng)的研制[D].北京郵電大學,2006.FlynnDS,InstrumentationforFermentationProcesses[J],IFACModeling,andControlofBiotechnicalProcess,Helsinki.Finland，1982,5?12.魏嬌.HDY金屬腐蝕測試儀的研制[D].中國石油大學(華東)，2009.ICL7650datasheet.URL:http://partnomore.l14/.朱玉洪.酶電極法農(nóng)藥殘留檢測系統(tǒng)設(shè)計[D].天津理工大學,2006.污水綜合排放標準[S].GB8978-1996.URL:/standard/standard02/20030414085954.html.劉偉.常規(guī)水質(zhì)參數(shù)檢測儀研究[D].河北大學，2009.Noggle,J.H.PhysicalChemistry[M]_Boston，Little，Brown&Co,1985.王海波.海水淡化用pH及電導率在線檢測系統(tǒng)研究[D].杭州電子科技大學，2011.張偉.烤煙房無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D]，昆明理工大學，2009.nRF24L01Datasheet.URL:/search_nrf24101.html.ChenRong,ChenYanjiao,XieShusen.etal.Studyonthetissueopticsrelatedwiththelaserirradiationbloodtherapy[J].Proc.SPiE,2000,4224:152?155.王立業(yè).660MW鍋爐DCS報警設(shè)計和優(yōu)化[J].浙江電九20〗1(1):43?45.高波，劉江，韓啟策等.DCS報警管理和漢語語音報警的實現(xiàn)[J]?計算機與應(yīng)用化學,2009,26(9):1141?1144.馬紅杰.基于FPGA的DRA音頻編解碼算法的研究與實現(xiàn)[D]?南昌大學，2010.劉定良，劉兵.基于IDE接口的無限容量MP3設(shè)計技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005(18):79?82.STMicroelectronics.Mpeg2.5layerHIaudiodecoderSTA013datasheet.1999.司慶華.嵌入式音頻控制器的設(shè)計[D].南京理工大學,2006唐磊，洪傳榮，朱廣信等?基于FPGA的SD卡控制器設(shè)計[J].器件與電路，2011,35(03):29?31.孫曉宇.污水處理中智能控制的應(yīng)用研究[D].長春理工大學，2007.陸熊.基于PLC的曝氣池溶解氧S動監(jiān)測控制系統(tǒng)[D]?東南大學，2003.何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編(5)[M].北京:北京航空航天大學出版社,1997.管國強.計算機集散控制系統(tǒng)在生物反應(yīng)器上的應(yīng)用[D]?江蘇大學,2002.馬霖.基于SOPC的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與設(shè)計[D].西南交通大學，2007.秦龍.MSP430單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.LiZhi,HuangShangteng,GongBo.TheknowledgemanagementstrategyforSP1practices.ChineseJournalofElectronics.2008,17(1):66?70.賀珊.IIC總線接口IP核的設(shè)計與驗證[D]?合肥工業(yè)大學，2007.李閃，黃小莉，胡兵等.基于nRF24L0]的無線智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)[J]?儀表技術(shù)與傳感器,2011(12):52~55.唐中一，王明勝，舒領(lǐng).基于NRF24L01遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化與儀器儀表，2011(4):44?46.何偉，陳鋒，張玲等.基于nRF24L01和ActelFPGA的智能探測系統(tǒng)設(shè)計[J]?電子技術(shù)應(yīng)用，2010(10):111?116.羅華飛等.MATLABGU1設(shè)計學習手記(第2版)[M].北京航空航天大學出版社，北京，2010.攻讀學位期間的研究成果攻讀學位期間的研究成果己發(fā)表論文：衷衛(wèi)聲，劉祿仁SOPC技術(shù)在DCS系統(tǒng)語音報警中的應(yīng)用[J],控制工程，2012.19(02》351?354.衷衛(wèi)聲，施忠華，劉祿仁.嵌入式WebServei?在遠程數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J].儀表技術(shù)與傳感器，2012(己錄用).待發(fā)表論文：ZhongWeisheng,LiuLuren,ShiZhonghua,ApplicationofSOPCtechnologyindesigningwirelessdatatransmissionofDCSsystem[J](己投稿）.ZhongWeisheng,LiuLuren,GuoMing,etal.Theimprovementstudyonalarmalgorithminwaterqualitymonitoringbasedonmulti-parameter[J](己投稿）?LtJ 文獻鏈接作者： 劉祿仁學位授予單位： 南昌大學引用本