水位水质检测系统论文

智能水位控制系统毕业设计一、水位智能检测系统设计原理�实验证明，纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子，它们的存在使水导电。本控制装置就是利用水的导电性完成的。�如图1所示，虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。为此，在水塔的不同高度安装了3根金属棒，以感知水位变化情况。图1 水位检测原理图其中B棒处于下限水位，C棒处于上限水位，A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。�水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升。当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。因此，b、c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵工作，不再给水塔供水。当水位降到下限时，B、C棒都不能与A棒导电，因此，b、c两端均为0状态。这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通，b端为1状态。C端为0状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。�二、基于单片机控制的水塔水位控制系统�1�单片机控制电路�水塔水位控制的电路如图2所示。�2�前向通道设计图2 水塔水位控制电路由于所采用的信号是频率随水位变化而变的脉冲信号（开关量），因此电路设计中省去了A/D�转换部分，这不仅降低了硬件电路的成本，而且由于采用数字脉冲信号通信，提高了系统的抗干扰能力、稳定性和精度。�输入的可变脉冲信号送到8031的P10和P11脚电平，当接收到信号时，输入脉冲使其输出高电平，而无信号输入时，无触发脉冲，此时翻转为低电平。程序控制8031周期性地对P11和P10脚电平进行采样，达到控制的目的。�3.微机控制数据处理部分�在电路设计中，充分利用8031已有端口的作用，同时也考虑扩展，做到尽可能节省元件，不仅可降低成本，而且提高可靠性。(1)使用8031单片机。水塔水位控制的电路如图3—1。接受电路得到的是频率随水位变化的调频脉冲，它反映了贮水池水位的高度，对其进行信号处理，便能实现对水位的控制及故障报警等功能。要完成此一工作，最佳的选择是采用微机控制，实验中是以MCS—51系列弹片机8031作CPU。对接受的信号进行数据处理，完成相应的水位控制、故障报警等功能。8031芯片的内部结构框图见图3所示。�由图3可大致看到：它含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件。图中SP是堆栈指针寄存器，栈区占用了片内RAM的部分单元；未见通用寄存器（工作寄存器），因单片机片内有存储器，与访问工作寄存器一样方便，所以就把一定数量的片内RAM字节划作工作寄存器区；PSW是程序状态字寄存器，简称程序状态字，相当于其他计算机的标志寄存器；DPTR是数据指针寄存器，在访问片外ROM、片外RAM、甚至扩展I/O接口时特别有用；B寄存器又称乘法寄存器，它与累加器A协同工作，可进行乘法操作和除法操作。实验中8031时钟频率为6MHz。由于8031没有内部ROM，因此需外扩展程序存储器。本系统采用2732EPROM扩展4K程序存储器，对应地址空间为0000H～0FFFH。（2）74LS373作为地址锁存器。74LS373片内是8个输出带三态门的D锁存器，其结构示意图见图4所示。当使能端G呈高点平时锁存器中的内容可更新，而在返回低电平瞬间实现锁存。如此时芯片的输出控制端为低，也即输出三态门打开，锁存器中的地址信息便可经由三态门输出。除74LS373外，84LS273、8282、8212等芯片也可用作地址锁存器，但使用时接法稍有不同，由于接线稍繁、多用硬件和价格稍贵，故不如74LS373用的普遍。 图3 8031芯片内部结构框图（3）两个水位信号由P10和P11输入，这两个信号共有四种组合状态。如表3—1所示。其中第三种组合（b=1、c=0）正常情况下是不能发生的，但在设计中还是应该考虑到，并作为一种故障状态。�表3-1 水位信号状态表C(P11) B(P10) 操作 0 0 电机运转 0 1 维持原状 1 0 故障报警 1 1 电机停转 （4）控制信号由P12端输出，去控制电机。为了提高控制的可靠性，使用了光电耦合。4.报警电路�本系统采用发光二极管，当控制电路出现故障状态时，P13置零，发光二极管导通，发光报警。�5.软件设计�一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用MCS—51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。这个系统程序由主控程序、延时子程序组成。其中主控程序是核心。由它控制着整个系统程序的运行和跳转。流程图如图5所示。包括系统初始化，数据处理，故障报警等。�电路具体工作情况如下：�① 当水位低于B时，由于极棒A和C、A和B之间被空气绝缘，P10和P11得到低电平，全置0，单片机控制电路使P12置零，继电器吸合，启动水泵向水塔灌水；�② 当水位高于B低于C时，P10置1，P11置0，继电器常开触电自保，因此升到B以上时，继电器并不立即释放，电极仍然供水；③ 当水位达到C时，P10 、P11均置1，单片机控制电路使P12置1，继电器释放，水泵停止工作；�④ 用水过程中，水位降到C以下，P11置0，P10置1，维持原状，电机不工作，直到降到B以下，如此循环往复。�系统出现故障时，由P13置零，输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。三、结束语�现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。�本课题研究的内容是“智能水位控制系统”。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所研究的就是这方面的课题。�水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本实验采用两种方法（单片机和时基集成电路）进行主控制，在水池上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机或时基集成电路对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。�参考文献�1.丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 2000�2.腾召胜 罗隆福 智能检测系统与数据融合 机械工业出版社 20003.孙虎章 自动控制原理 中央广播电视大学出版社 1999

物联网技术在环境监测中的合理应用论文

物联网技术的引进又是一次环保信息技术的改革，经过很多年努力，我国对物联网的研究和分析逐渐成熟，物联网的引进是对环境污染经习惯防御和保护有着重要的作用，在这同时市场规模也在逐步扩大，物联网也是现在刚新兴的一个名词，和互联网有点相似性，物联网和互联网都是建立在网络的基础上，也就是互联网技术的延伸发展，利用互联网为基础，把各种事物联系在一起，形成一种新的网络组织，让我们获取各种事物的信息能力，物联网也有着检测作用，是一种新型的检测手段，物联网对环境的信息和在采集过程中的环境质量方面有着重要作用，环保是现在比较重视的一个问题，物联网的引进可能会很好的解决环保等一系列的问题。

一、物联网在监测中的应用

物联网监测主要就是就传感器而言，是保护物联网监测的应用范围，也是最广、最监测的手段，为人们的环境监测带来了很大的便利，以下主要介绍物联网监测都有哪几点。

(一)水污染的监测

物联网对水污染进行监测，在河流水质的检测中污水处理质量监测中已经井下了物联网技术的应用，在水质的评价工作给水资源保护提供了很多真实有效的数据，水质的监测是特别广泛的，范围也是比较大的，比如说有被工业污染的天然水等等，在进行水质的`检测中不但要看水质的污染情况，最重要的还要看水中存不存在有毒物质，在这一监测过程中要做足够的了解。目前我国对水质的监督主要是检测引用水和水污染等两个方面，对饮用水进行检测的时候过程较复杂，得取回水，然后每天进行水的质量监测，不能及时得到水质情况，而在自动检测这方面就方便很多，计算机课可自动进行判断和分析水质的安全情况，检测后的数据会自动出现数据并自动储存，如果发现水质问题会自动报警，不但方便还可及时避免发生水污染即污染物的排放。

(二)大气污染的检测

物联网对大气污染进行检测，随着经济的不断提高，人们生活水平也有着明显提高，经济的迅速发展是人们的需求也越来越高，中大型城市的经济水平高，人口也不断增加，人口的迅速上升再加上一些重工业的发展对城市造成了很大的污染，而互联网技术能够有效的检测大气污染，在环境检测的区域下还具有检测环境中的有毒物质进行检测和安装处理，不但能测量空气污染还能检测人口密度，在检测的范围内，如果测量出发现空气有改变，就会按照传感器上的传感点进行更深的了解，还可以检测出空气中可吸入颗粒法含量，和空气中的有毒物质，还能监测出空气中的有氧含量和二氧化碳含量，并且通过实时能够传输到监测器上把相关的信息传输到气象控制中心，以新闻方式传播给民众，我国在物联网应用上已有了完整的体系。

(三)生态环境污染的检测

对于物联网技术生态环境检测系统是一个较为广泛的系统概念，也已经逐渐被应用，一般来说这样的系统不仅仅包括现已应用的环境检测系统中，还要包括视频监控系统，生态环境的污染主要是监测动物及生物的生产情况，在监测的过程中也将最终汇集到中央控制中心，对于生态环境污染主要监测一些自然保护区和生态恶化，动物和沙漠进行绿色种植研究，在这几种环境下监测汇报。

二、物联网技术的应用对环境监测水平的提高

(一)物联网的环保应用

目前，物联网已经是网络发展中的重要体现，在现在的作用也更加重要，传统的环保不能全面及时监测到环境污染的，而物联网主要是把传统监测的环保环境和互联网信息技术很好的结合在了一起，是环保管理工作更有效的监测到环境污染并及时处理，在环保领域中物联网技术已经逐渐成发展到新兴环保行业进行发展的重要手段，提成了环保工作，对未来环境的保护和环境的发展也有重要的意义。

(二)物联网在监测中的重要意义

环境监测技术不断发展，在物联网的监测技术中仅仅会只留在环境保护的表面，很多与环境监测的信息中并没有检测到环境记录中，应用物联网监测技术，可以让我们对生态环境在监测上更加准确，可以及时获得监测信息，把反应上的相关资料及时整理出来，这样可以有助于环保部门进行更加有效合理的管理，及时发现污染所造成的原因，并及时有效的做好防御工作。

结语

根据以上内容我们了解到了物联网的先进技术对于我们现在环境保护有着重要影响，也起着重要作用，通过电子商务网站的建设能够更好的得出结论，网站技术给我们的生活带来了很大的方便，使用科学网站及时安全得到更优秀的保障和改善，并为其提供了全面可靠的技术支持，当然现在的社会发展越来越好，人们在生活水平要求高的同时，忽略了对环境的保护意识，我们不但要求相关环保部门对环境方面的绿化，更好以自身做起，保护生态环境，保护绿色家园。

1池塘水产养殖常见水质问题池塘水体中含氧量低池塘水在实际养殖生产中会受到各方面环境的污染，常见的生活垃圾、工业排放等过程中所产生的硫化物非常容易在水体中产生硫化氢等物质，对鱼类和其他水生生物具有非常强的毒性，造成鱼体内血红素含量降低，吸收氧的情况受到阻碍，同时对鱼的皮肤也有刺激作用。此外，硫化氢在发生氧化反应的过程中会消耗相应的溶氧，同样也会对鱼和其他水生生物以及水体环境释放比较强的毒性。所以通常在水产养殖生产中要求必须避免水体中存在H2S。水体中氨氮含量高水体中的氨主要来源于含氮有机物的分解和在缺氧时被反硝化菌还原生成。此外，水生动物包括鱼类的代谢产物一般以氨气的形式排出。分子氨和离子铵在水域中会发生互相转化的反应，其数量的情况主要受到池水pH值和水温的影响，实际生产中如果水体的pH值越小则水温越低，那么分子氨的比例越少，所产生的毒性越弱。但是如果水体pH值小于7时，大部分的总氨是以铵离子存在;而如果水体的pH值越大则水温越高，那么分子氨的比例也越大，自然所产生的毒性也就表现的强。所以，实际饲养生产过程中如果要消除氨对水体产生的毒害作用，就需要在氨来源和pH值方面做好把控;鱼类的放养密度和单位水体载鱼量也都是必须考虑的因素，与此同时还要经常给水体采取增氧措施，以防止生活在其中的水生生物缺氧，如果是炎热的夏季更应该重视水体的增氧。目前我国池塘中的水体大多都是属于封闭性的水体，不能够进行循环和流动，如果水体中存在的微生物进行分解，饲养者给水产生物投喂的饲料量过大，就会造成水体中水产品排泄的粪便量增多，相应的造成氨氮含量增加，亚硝酸盐同样呈现突然增加的趋势。此时如果给水体采取的消毒措施不合理，就会导致能够分解亚硝酸盐的细菌数降低，造成亚硝酸盐长时间的残留在水体当中，最终同样会污染水质。水体中的氨氮含量如果增加，会导致池塘中饲养的水产生动物发生中毒，主要表现出肌肉痉挛的状态，游泳姿势表现异常，最终造成死亡的惨重损失。2解决池塘水产养殖常见水质问题的具体措施提高池塘水体中氧含量、减少硫化氢的排放养殖水体中的含氧量是会受到许多种因素的影响，不仅有天气、气温方面的影响，还会受到水生生物饲养量和密度的明显影响，所以可通过以下方式改善水体的含氧状况。池塘可以配备增氧机并且合理使用。我国夏季普遍都气温比较高，所以池塘中上层水体的温度也会比较高，并且含有充足的氧量，但是下层水体的温度偏低，含氧量也比较低，如果此时可以合理的开动增氧机，就可以保证上下水体进行有效的循环，以更好的保证池塘中的水质适合水生动物生存。而污染中常见的H2S主要来自于工业污染，可以对水生生物的神经系统产生麻痹作用，目前我国环境保护的相关部门已经意识到H2S污染的严重性，正在加大执法力度，如果发现乱排乱放的行为应严惩不贷。实际生产中可通过增加水体中的氧含量抵消H2S的方式进行缓解，同时还应可根据实际情况向池塘内加新水。降低水体氨氮含量首先要求池塘在建造初期就应该配备增氧机，利用增氧机使池塘中上下水体循环，分散氨氮，补充氧气。还要配备抽水机，试时更换新水，在不同程度上缓解水体的毒性。其次，应该根据池塘水体的具体情况而投放氧化剂，确保池塘中水体含氧量达标；再次还可以通过在水体中投放活性炭或是使用生物制剂的方式，减少水体中的氮氨量，确保水体中的氧量充足，可以满足鱼类生长所需。确保池塘水体pH值正常饲养者应该定期检测池塘水体的pH值，如果检测结果显示水体pH值过低而呈现强酸性的情况，就应该及时进行清塘处理，主要是通过利用生石灰而中和水体的酸性，使水体的pH值升高，从而处于正常范围；但是如果检测结果显示水体的pH值过高而呈碱性的时候，就可以采用添加漂白粉而加以中和从而降低pH值。与此同时可以定期向pH值过高的水体中加新水，以达到稀释水体碱性的目的，从而确保池塘水质pH值处于安全范围中。3结语当池塘水产养殖的水质出现异常时，饲养者应该认真确定造成污染的因素，然后采取科学的治理方式，合理控制池塘的水质，以保证水产生物健康生存，希望能帮到你，祝你成功