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(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

摘要隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化水平的不斷提升，水污染處理及控制問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。對(duì)污水水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可獲取污水詳細(xì)信息，同時(shí)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(shí)驗(yàn)室測(cè)定法、使用便攜儀器現(xiàn)場(chǎng)離線測(cè)定、使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線測(cè)定等方法。其中，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣本測(cè)定及使用便攜儀器測(cè)定，在測(cè)定時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本、儀器使用壽命及二次污染上存在著諸多問(wèn)題。目前使用的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，雖實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測(cè)定，但數(shù)據(jù)采用有線介質(zhì)傳輸且只用于顯示，沒(méi)進(jìn)一步利用，高投入收益卻很低。基于此，本課題設(shè)計(jì)了一套基于無(wú)線射頻和SOPC技術(shù)的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在具有在線監(jiān)測(cè)功能的同時(shí)，通過(guò)引入無(wú)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(wèn)題，還解決了系統(tǒng)升級(jí)、組網(wǎng)困難等難題。此外，利用FPGA處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)還對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了智能分析，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整控制策略，故在實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控的同時(shí)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(xué)需氧量、pH值和電導(dǎo)率作為監(jiān)測(cè)參數(shù)，并且整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為控制現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控中心兩個(gè)模塊。控制現(xiàn)場(chǎng)，主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送功能；監(jiān)控中心則主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線接收、智能分析、顯示及通訊等功能。此外，設(shè)計(jì)中還利用Matlab設(shè)計(jì)了一個(gè)集數(shù)據(jù)接收、實(shí)時(shí)波形顯示、存儲(chǔ)、打印等功能于一體的人機(jī)交互界面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視。工程師可根據(jù)監(jiān)測(cè)界面顯示的數(shù)據(jù)及智能分析的報(bào)警輸出自動(dòng)或手動(dòng)采取安全合理的控制。最終，整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)無(wú)線監(jiān)測(cè)的同時(shí)達(dá)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(cè)；SOPC技術(shù)；無(wú)線射頻；在線監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集ABSTRABSTRACTABSTRACTABSTRACT陳敏聰?寬帶無(wú)線接入WiMAX系統(tǒng)MAC層協(xié)議的研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]?華南理工大學(xué)，2011.謝云.全自主機(jī)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(xué)，2005.[50J梁龍.自組織遠(yuǎn)距離無(wú)線通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[D].中北大學(xué),2011.袁登科.基于無(wú)線數(shù)傳的泥水界面檢測(cè)系統(tǒng)的研制[D].北京郵電大學(xué),2006.FlynnDS,InstrumentationforFermentationProcesses[J],IFACModeling,andControlofBiotechnicalProcess,Helsinki.Finland，1982,5?12.魏嬌.HDY金屬腐蝕測(cè)試儀的研制[D].中國(guó)石油大學(xué)(華東)，2009.ICL7650datasheet.URL:http://partnomore.l14/.朱玉洪.酶電極法農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].天津理工大學(xué),2006.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].GB8978-1996.URL:/standard/standard02/20030414085954.html.劉偉.常規(guī)水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)儀研究[D].河北大學(xué)，2009.Noggle,J.H.PhysicalChemistry[M]_Boston，Little，Brown&Co,1985.王海波.海水淡化用pH及電導(dǎo)率在線檢測(cè)系統(tǒng)研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2011.張偉.烤煙房無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D]，昆明理工大學(xué)，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(bào)警設(shè)計(jì)和優(yōu)化[J].浙江電九20〗1(1):43?45.高波，劉江，韓啟策等.DCS報(bào)警管理和漢語(yǔ)語(yǔ)音報(bào)警的實(shí)現(xiàn)[J]?計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),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(shí)現(xiàn)[D]?南昌大學(xué)，2010.劉定良，劉兵.基于IDE接口的無(wú)限容量MP3設(shè)計(jì)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(jì)[D].南京理工大學(xué),2006唐磊，洪傳榮，朱廣信等?基于FPGA的SD卡控制器設(shè)計(jì)[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(zhǎng)春理工大學(xué)，2007.陸熊.基于PLC的曝氣池溶解氧S動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)[D]?東南大學(xué)，2003.何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(5)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.管?chē)?guó)強(qiáng).計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)在生物反應(yīng)器上的應(yīng)用[D]?江蘇大學(xué),2002.馬霖.基于SOPC的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué)，2007.秦龍.MSP430單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)與驗(yàn)證[D]?合肥工業(yè)大學(xué)，2007.李閃，黃小莉，胡兵等.基于nRF24L0]的無(wú)線智能溫度監(jiān)測(cè)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)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(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]?電子技術(shù)應(yīng)用，2010(10):111?116.羅華飛等.MATLABGU1設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)手記(第2版)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，北京，2010.攻讀學(xué)位期間的研究成果攻讀學(xué)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(yǔ)音報(bào)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(yuǎn)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(xiàn)鏈接作者： 劉祿仁學(xué)位授予單位： 南昌大學(xué)引用本