在互联网的基础上,正在开发一个实时水质量在线监测系统。

引 言

目前,中国水资源的特点是两大问题,即水储量高、人均水资源低。随着社会进步和工业快速发展,工业废水无法有效处理,城市和农村污水排放导致地表水和地下水水质恶化。 由于中国大多数居民用水和饮用水直接来自地面,地表水污染直接威胁人和生物健康[1. 。 根据调查,中国地下水质量高于身体总水量的40%,约60%的地下水不那么乐观。 为了加深人民对用水的认识,加强对水源的保护,不仅中国减少水污染,加强水污染的预防和控制,而且全世界许多国家都在参与改善水质[2]。 结果,国家环境保护局提出了一系列关于化学公司排污排放污水的准则,包括“标准污水排放,严格控制总量”[3]。

随着科学技术的进步,随着自动监测水质的计算机技术和自动化过程的开发,逐渐出现了一些机器。然而,这类设备费用昂贵,基站难以定位,一旦建成,就难以及时移动和监测水质污染源的排放量。 本文结合上述缺陷,设计了一个基于商品互联网的水质实时在线监测系统,该系统自动化,同时具有STM32、传感器、无线通信和C#软件开发的优势[4]。 该系统能够实时在线监测基站水质参数的变化,并引入更高水平的工业污染监管,反映出生态环境作为基本国家政策的重要性。 因此,该系统更具有功能和经济效益。

1 总体系统设计和操作原则

该系统分为三个部分:基于STM32的数据收集系统、基于普惠制的无线数据传输系统和中央数据管理系统平台。

低级机器的应用以CPU为中心。 CPU的运行基于对不稳定性、pH值和水流的考虑。 数据收集系统使用传感器实时检测和记录两种需要的直流电压,并将其转换成计算机能够使用的电信信号。 此外,LCD LCD屏幕还用于使用动态连接实时显示数据。 PC 终端数据采集可使用序列调试助理进行调试,下级机器收集的数据由主机正确显示 [5];另一方面,STM32 MCU将数据出口到USART序列港。 GPS无线模块接收数据,并通过内部通信功能将其发送到数据中心管理平台。 在STM32单层机器的基础上,在TCP网络协议的基础上,使用GPRS模块将实时无线采集的数据传输到数据终端平台[6]; 另一方面,STM32 MC将数据输出到USART的运行平台上。 全球定位系统无线模块接收数据,并通过内部通信功能将其发送到数据中心管理平台。

2 系统硬件设计

2.1.1 设计附属基地台站系统

STM32是下一个基站系统。 Single机器实时接收传感器信号的接收器,通过数据转换处理,显示从液晶显示屏收集的数据,并通过序列端口将数据上传到计算机。 为了实现功能的不同组成部分,自给数据采集系统按照相关的r,分为两个主要部分,即数据采集系统和STM32最低系统。 充分运行的总芯片STM32F103C8T6[7]已并入多条线路ADC,同时允许多轨数据收集和转换,大大改进该系统的数据处理能力。 同时,TIM能够实时记录相关的水流数据,并在USAART的协助下,通过一个可实时查看所收到数据的连续门户将ADC处理的数据输入计算机。

图2:最低系统和传感器框架

2. 无线通信系统的设计

设计思维:软件开发使用户的功能得以模块化,根据功能分为多个模块,每个模块分别设计,大大提高软件开发效率,减少系统开发周期和困难。 该系统使用广泛的通信手段,速度很快,对干扰和保密有很强的抵抗力。 基于各种优势,全球定位系统已成为最受欢迎的通信模式。 根据TCP/IP网络协议,远程进入服务器可以通过互联网实时向中央数据管理中心传输数据[8]。 随着5G时代的到来,技术还可以大大改善数据传输的稳定性和安全性。

3 系统软件设计

3.1 收集pH值和易发性数据

STM32内部有大量ADC和定时器,在ADC工作时,可以根据实际情况有选择地设定扫描模式,例如单扫描或多扫描。 此外,在数据传输期间,ADCExtraset还将经过处理的数据储存在相关的储存装置中,无论是左向右向左储存还是右向左储存装置中。 这一设计规定,水资源可以分别使用ADC1频道11和12收集的异常值和pH值,并将传感器收集的数据发送给ADC转换器和收集到的数据发送给ADC_DR数据储存库。 在操作期间,所收到的数据可以连续使用多频道数据收集方法实时转换,在转换过程中可以激活ADC时钟,参数可以完成。 由于所收集的两个数据输出是模拟信号,因此只能通过ADC1中的两个渠道实现全部功能。

三.2 收集水流数据

在实践中,水流可改变周围水资源的磁性,可通过利用Hall传感器以脉冲和频率的方式显示状况,通过Hall传感器的内部电路输出输出输出脉冲信号,并通过数据转换输出线,以计算传输速度[9]。 涡轮速度、水流速度和电压可以根据相关科学曲线进一步计算。 根据科学公式,释放了1升水,产生大约450脉冲,从而可以计算流量速度。 由于不同水速在不同频率产生脉冲波,STM32单层机器可以使用TIM2计时时器计算脉冲时间,并在TIM2中使用TIM_CR来检测脉冲波信号,内部TIM_CNT对脉冲波信号的数量进行反射,以便计算总脉冲号。

三.3. 设计中央数据管理系统

该系统以开发应用软件为中心,利用数据库的优势提高软件开发效率,使其更方便用户。 此外,利用C#软件,通过使用SQL技术开发的数据库,加强数据储存周期,利用技术卓越设计简单易懂的应急接口,使系统的总体设计不那么困难,提高软件开发的效率和减少总体应用开发时间。 在使用过程中,工作人员可以使用登录软件,根据情况需要,确定相关数据的阈值。 如果数据大于系统设定的阈值,该系统将迅速提醒受监督的工作人员。 Combining.WinForm软件和网络平台下的SQL服务器数据库利用VS环境[10]设计了一个完整的数据管理中央平台。 该系统可以随时接收远程无线上传的数据,并准确显示这些数据。 使用图表格式控制开发的曲线图可以提供当天监测站水质的更图片。

4 实验结果与分析

1. 四个高级机器数据测试

远程服务器端正在运行 C# 应用程序软件, 根据实际使用情况修改和调试程序, 以提高软件操作的安全和可靠性。 图3显示,通过系统检测到的数据, 即 pH值、 发热度和当前速度( 活动性和可溶氧作为以后的扩展应用) 都在一定范围内波动。 pH值从 7 到 8 不等, 易发性保持在 4 NTU 左右, 水流在 2 升/ 秒之间波动 。

4.2 数据查询检查

远程连接服务器启动系统运行时间较长,数据的实时实时接收使该系统能够保存大量数据(大部分储存在磁盘C中)以及工作人员在搜索历史数据之前一段时间内确定的全部数据。 接口描述数据收集的确切时间,并在稍后阶段简化对大数据的分析,如图所示。

5 结 语

这一条以物联网为基础,为水质提供了一套新型的实时在线监测系统方案,可以进行早期预防,防止污染进一步扩散,加强水质监测的科学高效管理,为相关部门提供应对方法和管理措施,并具有高度的实际应用性;通信网络在某些复杂的探测环境中可以减少资源密集程度,系统可以安全地运行,没有能源或电网,也可以有条不紊地运行;此外,该系统还可以提高数据流速度、数据传输效率和安全性。

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