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发表于 2019-5-5 10:34:02
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基于 MSP430 的远程污水综合测试仪
指导教师 ： 赵小强
队 员 ： 薛 峰 刘 俭 张祖厚
学 校 ： 西安邮电学院
院 系 ： 信息与控制系
摘 要
设计一种远程污水监测系统，该系统以 MSP430 单片机为核心控制器，通过不同传感器采集污水流量、温度、溶氧量、PH 值、氰化物、混浊度、氨氮含量等指标，通过 EMODEM 转换器、完备的公共电话网实现和计算机的远距离通信，为了帮助环保部门监督厂矿尽可能少的污染环境，系统还采用 GSM 无线传输方式实现监测数据的超标报警。所有实时数据为了留有备份，除了通过公共电话网传输到计算机外，还通过 SPI 接口存储在下位机 SD 存储卡中。
关键词 ：污水监测, MSP430 单片机, GSM, SD 存储卡
1. 作品简介
结合我国排污企业的特点，设计的污水综合测试仪具有以下功能。
1) 可以准确对多路模拟量信号采样，AD 转换，并做简单的数据处理；
2) 在现场可以直观的查看当前各项污染物指标；
3) 利用通用的、现成的电话网实现数据的远程传送；
4) 对污染物超标的工厂要及时通过 GSM 短信方式向有关部门和人员报告；
5) 利用现有技术手段和资金尽可能多地制作出传感器，经过分析，可以制作的传感器包括浑浊度和温度传感器，其它量暂时用模拟电压信号代替；
6) 在不具备电话线条件的地区，仪器应能将数据保存在自带的存储模块上，该存储模块应具有大容量、方便插拔和读取的特性；
7) 为了避免“只监不控”的缺点，设计的仪器还应具有对设备控制的功能。
2. 方案设计
2.1 理论分析
仪器是各个模块的组合，所以要让模块间正常有序的工作是关键，而保证有序的重要前提是对整个信号流的了解，现在就以模块为单位讲解信号的特征及传递关系：
1) 数据采集模块是整个信号流的开始，由相应的传感器及电路将被测非电量转换成电量，并将这些电压信号限定在 0--3.3v 左右，以适应 MSP430的工作需要；
2) 使用 MSP430 自带的 12 位 AD 转换器，将被测电量转换成 0—4096 的数字量，以方便进行数据处理；
3) 对 ADC 的数字量进行简单的处理，现阶段，只对浑浊度和温度进行有实际意义的转换，其它量用其模拟电压值代替；
4) 将转换好的数据和保存的各项阈值进行比较，如果超标，则用短信方式报警，单片机用串口将一定命令格式的 AT 命令发送至 GSM 模块，如AT+CMGS=电话号码 表示所要发送到的手机号码，信息要以 0x1a 作为结尾。
5) 用于发送至电话线的数据及保存在 SD 卡中的数据要遵循一定的数据格式以方便 接收、存取及分析，现定义一条信息为 31 个字节，包括 7 字节的时间信息，每个通道占有 3 个字节的信息量，若某通道关闭，则用0xee 填充这 3 个字节。另外，对所选传输介质的选择也很重要，要保证数据传输的正确性，实时性，并且要降低成本。
由于 MODEM 技术已经很成熟，并且现有的公用电话网也非常完善，利用MODEM 来完成远程数据的传输既经济又方便。GSM 无线传输技术也被广泛应用，并且已经非常成熟，价格适宜，易于应用于数据量较小，无线短信通信的场合。
具体设计报告依附到附件中，需要的同学可以自行下载。
污水综合监测仪器 .rar
(809.86 KB, 下载次数: 16)
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