城市地下水质安全监测系统的设计与实现

论文摘要

我国是一个淡水资源缺乏的国家,在大连这个沿海城市由于地理条件限制,市民日常饮用水,工业用水很大程度依赖于地下水资源。而沿海地区地下水受到海水入侵的状况近些年日益恶化。因此如何及时有效,准确的判断出地下水质的变化情况日益重要。随着嵌入式技术的飞速发展,已经有很多种水环境监测仪器的研制与应用,极大的方便了监测人员的工作。但是这些设备大多功能单一,在使用它们进行大范围的多点监测时会由于某些方面的缺点限制了观测的效果,例如:监测项目单一;线缆消耗量大;进口设备维护困难;数据传输方式不便等等。本论文根据大连城市地下水质安全监测这一实际项目的需要,设计了一套基于ZigBee通信技术的无线地下水质监测系统,满足了用户的需求,并为水质安全监测领域提供了一个良好的平台与设计思路。论文详细介绍了一种基于使用S3C2410 ARM处理器,ZigBee和CDMA无线通信技术的地下水质监测方案。依据提出的方案,对系统的软、硬件进行具体的功能划分。在硬件设计部分采用统一接口,模块化设计,使得数据采集节点既可以独立工作又可以融入系统整体。通信协议采用标准工业通信协议与自定义协议相结合的方式满足系统各部分的需求。然后,针对具体功能模块进行了相应的应用软件设计。最后,为整个系统设计了详细的测试方案,进一步确定了系统的可靠性与实用性。本文结合系统设计和相应领域的实际应用,着重对安全监测系统的软硬件设计进行了阐述,并对项目开发过程中遇到的问题和收获的经验进行了总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 城市地下水质安全监测的课题背景及意义
• 1.2 课题研究内容与论文结构
• 2 系统总体方案设计
• 2.1 系统需求分析
• 2.2 系统功能模块划分及设计
• 2.3 系统总体功能设计
• 3 系统硬件平台设计
• 3.1 系统主控端硬件平台选型
• 3.2 系统扩展接口设计
• 3.2.1 LCD显示器接口设计
• 3.2.2 通信接口设计
• 3.2.3 数据存储系统接口设计
• 3.3 中继通信节点的设计
• 3.3.1 无线数据采集网络的构建
• 3.3.2 微处理器部分设计
• 3.3.3 通信接口电路设计
• 3.4 数据采集节点的设计
• 3.4.1 微处理器部分设计
• 3.4.2 氯离子选择传感器接口电路设计
• 3.4.3 电导率传感器接口电路设计
• 3.4.4 温度传感器接口电路设计
• 3.4.5 浊度传感器接口电路设计
• 3.4.6 数据采集电路设计
• 4 系统软件与通信协议设计
• 4.1 Windows CE.NET操作系统的定制与移植
• 4.2 数据采集节点程序设计
• 4.3 中继通信节点程序设计
• 4.4 主控端应用程序设计
• 4.4.1 系统参数配置模块
• 4.4.2 数据采集模块
• 4.4.3 网络通信模块
• 4.4.4 数据库模块
• 4.5 通信协议设计
• 4.5.1 SDI-12协议
• 4.5.2 自定义通信协议
• 5 系统测试方案设计
• 5.1 传感器测试
• 5.2 无线通信测试
• 5.3 系统整体测试
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢