多參數水質監測系統的研究與實現.pdf

1、當代水產養殖正逐步從傳統的養殖方式向集約化、工業化、自動化轉化，人們對水產品的品質要求也越來越高。養殖水體的水環境很大程度上影響著養殖水產品的品質，這就對水質監測系統提出了新的要求。結合我國國情，成本低廉、檢測精度高、檢測速度快的水質監測設備是當前我國水產養殖業所急需的。當前有不少相關研究，研究方向有系統集成化、網絡化等。而檢測傳感器間的相互耦合關系及養殖水體和硬件電路中的噪聲干擾給檢測帶來了困難。本文從對傳感器的原理出發，推導了溫度、

2、DO（溶解氧）和PH（酸堿度）的測量方法，重點分析了DO和PH同時測量時串擾的產生原因，并在此基礎上提出了硬件上采用電源隔離阻斷耦合關系、軟件上采用相關分析算法去噪的解決辦法。
　　首先，根據對電化學傳感器的原理進行了詳細分析，提出傳感器的模型及同時測量時的電路模型，并在此基礎上分析系統設計時要處理的問題，確定了系統的整體設計方案。詳細的論述了系統硬件的設計，包括電源管理模塊、測量參數的調理模塊、通訊模塊等。選取了Core-M3核

3、的STM32系列單片機作為整個系統的核心處理芯片，并將μC/OS-Ⅱ實時操作系統嵌入到STM32中。
　　其次，基于水環境的復雜性，采樣信號中夾雜著白噪聲信號的實際情況，選用相關分析法去除夾雜在采樣信號中的噪聲信號。重點介紹了相關分析法的原理、除噪方法及計算方法，并將相關分析法應用到本系統中。
　　再次，在軟件設計過程中對實時操作系統進行了資源劃分和任務分配，并對串口、AD、標定方法等重要的程序模塊進行了說明，重點對相關分析