1. 研究目的与意义
该课题研制地下水资源调查仪。课题主要功能:测量地下水水深、水温、矿物质含量等技术指标;实现水温、水深显示,超过设定值报警等。系统结构由温度传感器、液位传感器、电解质传感器;处理电路、A/D转换电路;单片机采集处理电路,计算软件;显示电路;报警电路等组成。同时提供一个RS232接口或485接口便于远程传输。
21世纪我国现代工业高速发展,但这种发展很多情况是建立在牺牲环境的基础上,2013年4月22日是第45个世界地球日,国土资源部当天发布的《2013中国国土资源公报》显示,全国203个地市级行政4778个地下水水质监测点,接近六成监测结果为较差和极差级。水资源的重要意义不言而喻,但现实的情况是全球面临水资源短缺、水资源污染严重的情况,我国也不例外,根据我国环保局提供的数据资料显示,我国的水污染也相当严重,并且这种污染趋势还在持续不断的向外扩展,因此,水质监测不仅对水污染的控制有很大的作用,还对水环境保护、水环境健康灯方面有重要意义。2. 国内外研究现状分析
自动化监测水质我国起步较晚,但近两年在辽宁、四川、杭州等地都开展了此项工作,成绩显著,黄浦江水质连续自动监测PDP11/23系统是国内第一个自动监测系统,它采用了国内外仪器箱结合的方法,通过整个系统把黄浦江水质连续自动监测计算机练成网络。历时3年、总投资8476万元的北京平原区地下水环境和重要污染源监测网日前建成,1182个"地眼"实时监测京城地下水,这意味着北京率先建成国内最全面、最先进的平原区地下水环境监测网系统。
发达国家早在六十年代就开展了自动监测,并且已用计算机控制、存储监测结果,自动化程度高,信息量大。美国从1960年起,在俄亥俄河上建立了第一批自动监测站;日本的无线电自动监测系统是1967年投产的;近年来利用光声效应监测水质也有所发展,美国劳伦斯.利费英尔国家实验室利用光纤监测地下水污染,这种方法是将激光经过光纤直接照射到地下水。通过光谱分析这些反射光,求出它们的含量。3. 研究的基本内容与计划
系统原理图:
软件结构:本程序采用c语言编写,设计液位测量算法,水温监测算法,矿物质含
量测量算法,AD转换、1602显示和远程传输算法。
硬件结构:此地下水之源调查仪包含以下硬件部分:A/D转换电路、单片机采集处
理电路、报警电路、RS232远程传输电路、1602液晶显示电路、温度监
测电路、液位监测电路、电解质监测电路、单片机最小系统。
预期成果:此水资源调查仪可以实现地下水资源的水温、液位、矿物质监测,当温度、水深、矿物质含量超过警戒值时,单片机会发出报警,同时液晶显示屏上会显示地下水的实时状态,另外,单片机还含有RS232接口,便于远程传输。
课题时间安排:
1. 1月15日-2月29日根据毕业设计任务收集相关的材料,分析总结地下水监测情况,对设计任务进行分析与论证,准备开题。
2. 3月1日-4月25日进行设计、实验阶段,主要内容为:
a.选定测量温度传感器、液位传感器、电解质传感器
b.对液位传感器进行调试和试验
c.对温度传感器进行调试和试验
d.对电解质传感器进行调试和试验
e.将液位、温度、电解质传感器整合在一起,初步设计出一个完整的单片机地
下水位监测系统
f.将设计的地下水质监测系统进行软硬件的完善。形成具有实际监测能力的地
下水质监测系统成品
3. 4月25日-5月15日撰写论文。
4. 5月15日-6月1日准备答辩。4. 研究创新点
该地下水资源调查仪具有简单、稳定、功能全面、智能化和使用方便的特色,且装备的RS232接口便于远程传输数据。
