gprs技术化工企业排放废水质量在线监测系统硬件设计(附件)
本文主要介绍了基于GPRS技术化工企业排放废水质量在线监测系统的硬件设计，以ATMEGA328P芯片作为核心，采用温度传感器、浊度传感器、溶解氧传感器以及PH传感器测量水中温度、浊度、溶解氧、PH等参数，并且通过GPRS通信模块与服务器和上位机之间的通信以达到实时监控。该传感器节点主要应用于企业废水质量参数监测，对监测的数据进行相应处理并建立温度、浊度、溶解氧、PH的数据库信息。同时设定温度、浊度、溶解氧、PH的参数阈值，当采集到的参数变化超过其设定的阈值范围时，上位机监测界面就会及时报警提醒相关工作人员。该系统传感器节点可以进行拓展，上位机用户可以随时对系统软件进行修改以满足新的需求，更新速度快、开发和维护费用低,具备极高的社会效益和经济效益，有非常高的推广实用价值。关键词 参数采集，GPRS通信，实时监控，废水质量 目 录
1 引言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 污水监测系统现状及其发展趋势 2
1.3.1 污水监测系统的现状分析 2
1.2.2 污水监测系统的发展趋势 3
1.3 本课题的主要工作及要求 3
2 总体方案设计 4
2.1 监控原理 4
2.2 系统网络结构图 4
3 硬件设计 5
3.1 无线传感节点 5
3.2 电源模块 6
3.3 数据处理模块 7
3.4 GPRS通信模块 8
3.5 传感器数据采集模块 9
3.6 控制模块 11
3.7 报警模块 12
4 系统调试 12
4.1 电路调试 12
4.2 参数正常范围设定 14
5 传感器测量数值与参数关系 14
5.1 PH传感器测量数值与PH关系 15
5.2 浊度传感器测量数值与浊度关系 15
5.3 溶解氧传感器测量数值与溶解氧含量关系 17
5.4 温度传感器测量数值与温度关系 18
5.5 误差分析 18<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
调试 12
4.2 参数正常范围设定 14
5 传感器测量数值与参数关系 14
5.1 PH传感器测量数值与PH关系 15
5.2 浊度传感器测量数值与浊度关系 15
5.3 溶解氧传感器测量数值与溶解氧含量关系 17
5.4 温度传感器测量数值与温度关系 18
5.5 误差分析 18
5.5.1 温度误差分析 19
5.5.2 溶解氧误差分析 20
5.5.3 PH值误差分析 21
5.5.4 浊度值误差分析 21
结 论 23
经验与体会 24
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 课题研究的背景
随着我国工业化的推进，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重。严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民健康。尤其是有水大户化工厂，其产生的废水成分复杂，有毒有害物质居多，严重的降低了水体的使用功能，更是进一步加剧了水资源短缺的矛盾。
水是生命之本，是人类赖以生存必不可少的物质资源之一,一旦发生水污染事件,影响范围较大,通常会引起大面积水域水质受损,居民用水受影响，严重的甚至中毒。近几年来我国水污染是案件频发,2014年4月兰州暴发的水污染事故震动全国。报道称，兰州一箱水涨至上百元。2013年1月山西天脊集团发生苯胺泄漏事故，当地政府事后瞒报，导致苯胺污染了漳河下游，影响了山西、河北和河南等多地居民的正常饮水和生活。2011年8月江西瑞昌宏益冶炼公司长期随意排放工业污水,污水渗入土壤腐蚀地下水管致破裂并污染水质,百余人饮水中毒。工业废水近年来虽然经过治理有所减少，但工业废水有增无减，占水质污染的55%以上。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。因此本次设计选择水质检测系统。水主要考虑其水质标准除有物理指标、化学指标外，还有微生物指标，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 课题研究的意义
第一，了解污水水质，为污水处理技术方案提供依据。因为描述定义一种污水，主要就是从其常规水质指标角度来说的，常规水质指标包含了污水的基本特征和信息。能被选为常规指标，都有其重要性和意义（或者环境方面有要求，或者在处理工艺方面很重要，或者国家有相关排放规定等）。污水的水质特征决定了它应该采用什么处理方法，常规水质指标提供了最基本的依据。
第二，为水处理工艺提供参考。以生物法处理废水为例，各个工艺单元都对进水水质有相关要求，出水水质也要达到设计效果，所以就要在各个工艺节点对污水水质进行检测，并以此判断运行是否正常，如果异常，也可以从水质指标做出预判；常规水质监测可以用来反映水质基本特征。为行政的、经济的、技术的表征污水提供量化指标。
第三，通过对水质监测系统的开发，可以对水质监测和测控有一个更深入的了解。尤其是在电子测控方面，配合对单片机的应用，可以对自己在监测和测控方面进行很大的提升，而且在当今时代，监测和测控的技术正在仪表化，通过这次的研究可以做出比较实用的仪表。另外，研究如何将传感器与外围电路配合，将感应的模拟信号转变成数字信号也是非常重要的，这样对传感器和模数转换器的应用也会得到提升，还有就是单片机的学习，可以提高自己的设计能力和单片机程序语言的设计能力。
1.3 污水监测系统现状及其发展趋势
1.3.1 污水监测系统的现状分析
我国工业园区污水处理的现状及存在的问题是水污染较严重，设备的效率低下。老工业园区内企业建污水处理设施的少，而新工业园区虽建有污水处理设施，但大部分是为了应付环保系统检查，真正运行的少，且废水情况复杂，处理难度大。工艺选择不合理，不结合本地区的实际情况选热门工艺，在未对园区内排放水质深入调查了解的情况下，盲目选择工艺。少数企业环保设施不完善。由于缺乏监管措施，园区各企业排放超标废水时有发生，而园区污水处理厂又缺乏调配、控制进水的能力，导致不少污水处理厂运行不正常，多项特征污染物指数超标。并且园区各企业污水的集中会加大处理难度，如制药
1 引言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 污水监测系统现状及其发展趋势 2
1.3.1 污水监测系统的现状分析 2
1.2.2 污水监测系统的发展趋势 3
1.3 本课题的主要工作及要求 3
2 总体方案设计 4
2.1 监控原理 4
2.2 系统网络结构图 4
3 硬件设计 5
3.1 无线传感节点 5
3.2 电源模块 6
3.3 数据处理模块 7
3.4 GPRS通信模块 8
3.5 传感器数据采集模块 9
3.6 控制模块 11
3.7 报警模块 12
4 系统调试 12
4.1 电路调试 12
4.2 参数正常范围设定 14
5 传感器测量数值与参数关系 14
5.1 PH传感器测量数值与PH关系 15
5.2 浊度传感器测量数值与浊度关系 15
5.3 溶解氧传感器测量数值与溶解氧含量关系 17
5.4 温度传感器测量数值与温度关系 18
5.5 误差分析 18<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
调试 12
4.2 参数正常范围设定 14
5 传感器测量数值与参数关系 14
5.1 PH传感器测量数值与PH关系 15
5.2 浊度传感器测量数值与浊度关系 15
5.3 溶解氧传感器测量数值与溶解氧含量关系 17
5.4 温度传感器测量数值与温度关系 18
5.5 误差分析 18
5.5.1 温度误差分析 19
5.5.2 溶解氧误差分析 20
5.5.3 PH值误差分析 21
5.5.4 浊度值误差分析 21
结 论 23
经验与体会 24
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 课题研究的背景
随着我国工业化的推进，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重。严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民健康。尤其是有水大户化工厂，其产生的废水成分复杂，有毒有害物质居多，严重的降低了水体的使用功能，更是进一步加剧了水资源短缺的矛盾。
水是生命之本，是人类赖以生存必不可少的物质资源之一,一旦发生水污染事件,影响范围较大,通常会引起大面积水域水质受损,居民用水受影响，严重的甚至中毒。近几年来我国水污染是案件频发,2014年4月兰州暴发的水污染事故震动全国。报道称，兰州一箱水涨至上百元。2013年1月山西天脊集团发生苯胺泄漏事故，当地政府事后瞒报，导致苯胺污染了漳河下游，影响了山西、河北和河南等多地居民的正常饮水和生活。2011年8月江西瑞昌宏益冶炼公司长期随意排放工业污水,污水渗入土壤腐蚀地下水管致破裂并污染水质,百余人饮水中毒。工业废水近年来虽然经过治理有所减少，但工业废水有增无减，占水质污染的55%以上。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。因此本次设计选择水质检测系统。水主要考虑其水质标准除有物理指标、化学指标外，还有微生物指标，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 课题研究的意义
第一，了解污水水质，为污水处理技术方案提供依据。因为描述定义一种污水，主要就是从其常规水质指标角度来说的，常规水质指标包含了污水的基本特征和信息。能被选为常规指标，都有其重要性和意义（或者环境方面有要求，或者在处理工艺方面很重要，或者国家有相关排放规定等）。污水的水质特征决定了它应该采用什么处理方法，常规水质指标提供了最基本的依据。
第二，为水处理工艺提供参考。以生物法处理废水为例，各个工艺单元都对进水水质有相关要求，出水水质也要达到设计效果，所以就要在各个工艺节点对污水水质进行检测，并以此判断运行是否正常，如果异常，也可以从水质指标做出预判；常规水质监测可以用来反映水质基本特征。为行政的、经济的、技术的表征污水提供量化指标。
第三，通过对水质监测系统的开发，可以对水质监测和测控有一个更深入的了解。尤其是在电子测控方面，配合对单片机的应用，可以对自己在监测和测控方面进行很大的提升，而且在当今时代，监测和测控的技术正在仪表化，通过这次的研究可以做出比较实用的仪表。另外，研究如何将传感器与外围电路配合，将感应的模拟信号转变成数字信号也是非常重要的，这样对传感器和模数转换器的应用也会得到提升，还有就是单片机的学习，可以提高自己的设计能力和单片机程序语言的设计能力。
1.3 污水监测系统现状及其发展趋势
1.3.1 污水监测系统的现状分析
我国工业园区污水处理的现状及存在的问题是水污染较严重，设备的效率低下。老工业园区内企业建污水处理设施的少，而新工业园区虽建有污水处理设施，但大部分是为了应付环保系统检查，真正运行的少，且废水情况复杂，处理难度大。工艺选择不合理，不结合本地区的实际情况选热门工艺，在未对园区内排放水质深入调查了解的情况下，盲目选择工艺。少数企业环保设施不完善。由于缺乏监管措施，园区各企业排放超标废水时有发生，而园区污水处理厂又缺乏调配、控制进水的能力，导致不少污水处理厂运行不正常，多项特征污染物指数超标。并且园区各企业污水的集中会加大处理难度，如制药
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/1466.html
