基于SOPC技术的污水多参数监测系统研究与设计

摘要摘要 Y2_2摘要摘要 Y2_2基于SOPC技术的污水多参数监测系统研究与设计

摘要随着我国工业化和城市化水平的不断提升，水污染处理及控制问题日益受到人们的关注。对污水水质参数进行监测，可获取污水详细信息，同时也能为工程师提供控制依据。目前，获取水质参数信息有人工取样实验室测定法、使用便携仪器现场离线测定、使用监测系统在线测定等方法。其中，在实验室对样本测定及使用便携仪器测定，在测定时间、经济成本、仪器使用寿命及二次污染上存在着诸多问题。目前使用的在线监测系统，虽实现了实时测定，但数据采用有线介质传输且只用于显示，没进一步利用，高投入收益却很低。基于此，本课题设计了一套基于无线射频和SOPC技术的水质参数监测系统，在具有在线监测功能的同时，通过引入无线射频及SOPC技术，不仅解决了布线成本高、布线难、干扰大及维修不便等问题，还解决了系统升级、组网困难等难题。此外，利用FPGA处理能力强的特点，系统还对数据进行了智能分析，进而实时调整控制策略，故在实现在线监控的同时降低了处理成本。本课题选取污水水质参数中的溶解氧、化学需氧量、pH值和电导率作为监测参数，并且整个系统的设计分为控制现场和监控中心两个模块。控制现场，主要实现了数据采集及数据的无线发送功能；监控中心则主要实现了数据的无线接收、智能分析、显示及通讯等功能。此外，设计中还利用Matlab设计了一个集数据接收、实时波形显示、存储、打印等功能于一体的人机交互界面来实现对整个系统的监视。工程师可根据监测界面显示的数据及智能分析的报警输出自动或手动采取安全合理的控制。最终，整个系统在实现水质参数无线监测的同时达到了降低处理成本及降低能耗的目的。关键字：水质监测；SOPC技术；无线射频；在线监控；数据采集ABSTRABSTRACTABSTRACTABSTRACT陈敏聪•宽带无线接入WiMAX系统MAC层协议的研究与设计实现[D]•华南理工大学，2011.谢云.全自主机器人足球比赛系统的通信与多传感器信息融合技术[D].广东工业大学，2005.[50J梁龙.自组织远距离无线通信系统节点设计[D].中北大学,2011.袁登科.基于无线数传的泥水界面检测系统的研制[D].北京邮电大学,2006.FlynnDS,InstrumentationforFermentationProcesses[J],IFACModeling,andControlofBiotechnicalProcess,Helsinki.Finland，1982,5〜12.魏娇.HDY金属腐蚀测试仪的研制[D].中国石油大学(华东)，2009.ICL7650datasheet.URL:http://partnomore.l14/.朱玉洪.酶电极法农药残留检测系统设计[D].天津理工大学,2006.污水综合排放标准[S].GB8978-1996.URL:/standard/standard02/20030414085954.html.刘伟.常规水质参数检测仪研究[D].河北大学，2009.Noggle,J.H.PhysicalChemistry[M]_Boston，Little，Brown&Co,1985.王海波.海水淡化用pH及电导率在线检测系统研究[D].杭州电子科技大学，2011.张伟.烤烟房无线数据采集系统的研究[D]，昆明理工大学，2009.nRF24L01Datasheet.URL:/search_nrf24101.html.ChenRong,ChenYanjiao,XieShusen.etal.Studyonthetissueopticsrelatedwiththelaserirradiationbloodtherapy[J].Proc.SPiE,2000,4224:152〜155.王立业.660MW锅炉DCS报警设计和优化[J].浙江电九20〗1(1):43〜45.高波，刘江，韩启策等.DCS报警管理和汉语语音报警的实现[J]•计算机与应用化学,2009,26(9):1141〜1144.马红杰.基于FPGA的DRA音频编解码算法的研究与实现[D]•南昌大学，2010.刘定良，刘兵.基于IDE接口的无限容量MP3设计技术[J].现代电子技术，2005(18):79〜82.STMicroelectronics.Mpeg2.5layerHIaudiodecoderSTA013datasheet.1999.司庆华.嵌入式音频控制器的设计[D].南京理工大学,2006唐磊，洪传荣，朱广信等•基于FPGA的SD卡控制器设计[J].器件与电路，2011,35(03):29〜31.孙晓宇.污水处理中智能控制的应用研究[D].长春理工大学，2007.陆熊.基于PLC的曝气池溶解氧S动监测控制系统[D]•东南大学，2003.何立民.单片机应用技术选编(5)[M].北京:北京航空航天大学出版社,1997.管国强.计算机集散控制系统在生物反应器上的应用[D]•江苏大学,2002.马霖.基于SOPC的高速数据采集系统研究与设计[D].西南交通大学，2007.秦龙.MSP430单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京:电子工业出版社，2006.LiZhi,HuangShangteng,GongBo.TheknowledgemanagementstrategyforSP1practices.ChineseJournalofElectronics.2008,17(1):66〜70.贺珊.IIC总线接口IP核的设计与验证[D]•合肥工业大学，2007.李闪，黄小莉，胡兵等.基于nRF24L0]的无线智能温度监测系统[J]•仪表技术与传感器,2011(12):52~55.唐中一，王明胜，舒领.基于NRF24L01远程数据采集系统的设计[J].自动化与仪器仪表，2011(4):44〜46.何伟，陈锋，张玲等.基于nRF24L01和ActelFPGA的智能探测系统设计[J]•电子技术应用，2010(10):111〜116.罗华飞等.MATLABGU1设计学习手记(第2版)[M].北京航空航天大学出版社，北京，2010.攻读学位期间的研究成果攻读学位期间的研究成果己发表论文：衷卫声，刘禄仁SOPC技术在DCS系统语音报警中的应用[J],控制工程，2012.19(02》351〜354.衷卫声，施忠华，刘禄仁.嵌入式WebServei•在远程数据采集中的应用[J].仪表技术与传感器，2012(己录用).待发表论文：ZhongWeisheng,LiuLuren,ShiZhonghua,ApplicationofSOPCtechnologyindesigningwirelessdatatransmissionofDCSsystem[J](己投稿）.ZhongWeisheng,LiuLuren,GuoMing,etal.Theimprovementstudyonalarmalgorithminwaterqualitymonitoringbasedonmulti-parameter[J](己投稿）•LtJ 文献链接作者： 刘禄仁学位授予单位： 南昌大学引用本