1. 研究目的与意义
我国是全球人均水资源最贫乏的国家之一，在水资源人均占有量低的同时，我国淡水资源分布不均、水土资源情况不匹配和水污染日益加重等问题也日益凸显。近年来，随着中国经济的高速发展，城市化进程加快，各地区水资源更加紧缺。目前，全国多地水体受到不同程度的污染，日益严重的水污染进一步加剧了水资源短缺的问题，严重影响我国居民的健康安全和日常生活。生态环境恶化、能源匮乏已经成为国际社会面临的共同难题，水资源污染问题的加剧引起了社会的高度重视。在此背景下，水环境监测系统已经被许多国家和地区研究和安装配置，用来防治水污染。通过水环境监测系统，水体状况能够被实时监测，监测人员能够随时得知水环境有关信息并在水环境被污染时作出应对，这对保护环境具有重要意义。
水环境监测是保护和治理水资源的重要手段，目前，水环境实时监测有两种方法：一种是人工采样进行分析，一种是利用传感器和无线网络自动采集数据进行实时监测。由于水环境分布面积广，人工采样的方式效率低、时效差且会耗费大量人力物力，因此，采用传感器和无线网进行数据采集的方法被越来越多地运用。发达国家的野外水环境监测技术发展较早，规模较大，已经较为成熟。相比于发达国家的野外水环境监测系统，我国的水环境监测系统尚处于发展阶段，仍有很多技术与方法需要探索。目前，国外的野外水环境监测系统主要有：全球海洋观测系统goos，爱尔兰smartcoast监测系统，美国habsos监测系统，美国emnet系统等。
现在广泛使用的水环境监测系统由传感器模块，无线通信模块，计算机及其他设备组成，可以实现水环境的自动采样、参数选定、数据传输、保存和管理及打印报表等功能。水环境监测系统由参数监测点、水质参数传输网络和远程监控中心组成。参数监测点由水质参数自动监测仪和远方数据终端rtu组成。水质参数自动监测仪利用工业计算机对水质参数进行数据采集和处理，而远方数据终端rtu实现与远程监测中心进行数据通讯的功能，水质参数数据通过传输网络进行传送。水质参数传输网络一般采用局域网或有线电视网来降低成本。远程监控中心由服务器和通信终端组成，服务器上运行监控软件和数据库，用户在监控软件上对水环境监测系统进行相应的操纵，同时，监控软件还具备数据分析整理等功能。水环境监测系统的监测参数根据参数监测点配备的水质参数传感器而定，连接不同的参数传感器能够监测不同的水质参数。国内典型的水环境监测系统有：太湖流域的天地一体化监测系统、巢湖流域布设无线传感器网络系统以及内蒙古乌梁素海湿地水质管理系统等。这些水环境监测系统的共同点在于能检测水环境中的一些参数指标，研究领域接近于普通的仪器仪表领域，在传感器网络组建方面有一定欠缺。水环境监测系统仍需定时观测监测结果，造成了人力资源的浪费，且观测周期较长，整套系统成本高。同时，由于有铺设电缆和建立监测子站的施工要求，这些水环境监测系统对监测地点原有的生态环境影响大，监测水域范围有限，又无法同时进行大面积布设监测子站，存在诸多局限性。
2. 研究内容和预期目标
（1）分析野外水环境实时监测系统的工作特点及要求。 （2）设计硬件原理图。 （3）编写软件流程图及程序代码。 （4）提交毕业论文一份及相关英文文献翻译一份。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。
主要分为以下几个部分：
1.根据选题查阅相关资料：
4. 参考文献
[1]周柏青,李方园.plc控制系统设计与应用:西门子s7-200/1200.北京:中国电力出版社,2015.
[2]刘焕成.传感器与电测技术.北京:清华大学出版社,2017.
[3]黎连业,王安.无线网络与应用技术.北京:清华大学出版社,2013.
5. 计划与进度安排
（1）2022-2-25～2022-3-17（3周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。
（2）2022-3-18～2022-4-07（3周） 提出实现方案，熟悉控制模块硬件资源及编程技巧。
（3）2022-4-08～2022-4-28（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。
