基于单片机的水质监测系统的设计

基于单片机的水质监测系统的设计

作者薛松林

指导教师张仲义

摘要:现在水源污染已经成了社会密切关注的话题，所以对水质进行监测成了保护水资源的一项重要措施，基于此本文设计了一款能够有效监测水质的系统。对于水质的监测主要是监测水中自由离子浓度和水的浑浊度。设计的方案是基于单AT89C51单片机，对水源进行采集，再通过传感器对采集到的水源进行处理产生模拟信号，之后再通过模拟信号转变成数字信号转换器（A/D转换器），转变之后的信号传送给单片机，单片机接收到信号之后进行处理后再显示模块进行显示。通过本设计可以有效地得出水中浑浊度、自由离子浓度，从而判断水的污染情况！在本设计中，系统地介绍了水质监测的原理、硬件的结构、工作原理及其使用和各部分功能电路的设计。

关键词:水质监测、AT89C51单片机、数据采集、A/D转换、水中自由离子浓度、浑浊度、传感器

Water quality monitoring system based on single chip design

abstract: now water pollution has become a social topic closely, so the water quality monitoring has become an important measures to protect water, I designed a model based on effective monitoring of water quality system.

Monitoring for water quality monitoring is mainly free ion concentration in water and the turbidity of water. Design scheme is based on single AT89C51, the acquisition of water and water supply were collected by sensors to produce analog signal processing, and then through the analog signal into digital signal converter (A/D converter), after the change of signal is transmitted to MCU, MCU receives the signal after processed before display module display. Through this design can effectively draw the water turbidity, free ion concentration, to judge the water pollution situation! In this design, systematically introduces the principle of water quality monitoring, the hardware structure, working principle and its usage and function circuit design of each part Keywords: water quality monitoring, AT89C51 single chip microcomputer, data acquisition, A/D conversion, free ion concentration in water, turbidity, sensors

目录

1.绪论 (1)

1.1 我国水质监测背景 (1)

1.2 国内水质监测技术的现状 (1)

1.3 水质监测的意义 (2)

1.4 水质监测的监测指标 (2)

2水质监测的方法和原理 (4)

2.1 水中自由离子浓度与水的导电率的相互关系 (4)

2.2 水的浑浊度的监测原理 (4)

3水质监测系统的硬件设计 (5)

3.1 单片机的选择 (5)

3.1.1单片机介绍 (5)

3.1.2 单片机的最小系统 (7)

3.2 复位电路和晶振电路 (8)

3.3 显示电路设计 (9)

3.4 传感器的选择 (11)

3.5 A/D转换 (12)

4 水质监测系统的软件设计 (14)

4.1 C语言的特点和程序结构 (14)

4.2水质监测主程序流程图 (15)

4.3 ADC0832数据读取程序流程 (16)

总结 (17)

附录 (18)

1 自由离子浓度和浊度监测原理图 (18)

2 仿真图 (18)

3 程序清单 (19)

致谢 (27)

参考文献 (28)

1.绪论

1.1 我国水质监测背景

中国水资源的分布极其不均匀，水土流失矿山污水导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。严峻的水形势提高了人们对水污染控制的重视，对废水的处理和检测成为了维护良好人民生活环境所必不可少的要求，废水中是否有对环境产生重大影响的元素和他们的含量是否在标准以内直接关系到本设计的生存环境。

水是人类生产和生活中必不可少的资源，可是现在，生态环境遭到了人类严重的破坏，水资源持续污染，保护水资源和水污染治理成为当代社会最为关注的问题。污染负荷急剧增加，加重了水体的污染，所以水资源也更加短缺了。工业废水近年来虽然经过治理有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的55%以上。

水是生命之本，是人类赖以生存必不可少的物质资源之一，水也是为人体获得各种营养物质的重要途径之一。随着科技的发展，水污染越来越严重。对水资源的保护成为一项重要的工程。水质检测是对水资源保护的重要指标。水质检测越来越受到人们的关注。因此本次设计本设计选择水质检测系统。其中饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。饮用水主要考虑对人体健康的影响，其水质标准除有物理指标、化学指标外，还有微生物指标；对工业用水则考虑是否影响产品质量或易于损害容器及管道。近年来,由于国际上一些地区和国家频繁发生恶性事件,饮水安全和卫生问题引起了全球的关注,饮水安全已成为全球性的重大战略性问题。

所以水资源的保护成了我国重中之重的一个问题，水土流失矿山污水导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。严峻的水形势提高了人们对水污染控制的重视，对废水的处理和检测成为了维护良好人民生活环境所必不可少的要求，废水中是否有对环境产生重大影响的元素和他们的含量是否在标准以内直接关系到本设计的生存环境，做好水质监测是本设计这次课程设计的目标。

1.2 国内水质监测技术的现状

许多年以来我国的环境监理工作一直采用传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。我国环境水质监测仪器以往主要依赖进口，从2000年开始，成熟的国产化设备才开始在全国范围内大规模推广。水质监测现状揭示了我国水污染的严重程度和水质监测的建设的落后。因此，治理水污染，必须先做好水质监测。

近年，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。但是，还没有可普遍应用于基层水环境在线监测与数据远程传输、处理的水质监测完备平台在国内产出。并且，近年发展起来的各式数据传输网络，