本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）學(xué)院(部)電子信息學(xué)院題 目水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄摘要 1Abstract 2第一章 緒論 31.1 課題的背景與研究意義 31.2 水情監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 31.3 本文的研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排 4第二章 系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)方案 62.1 系統(tǒng)的功能、監(jiān)測(cè)參數(shù)及傳感器選型 62.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 7第三章 系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì) 83.1 主控電路（STC89C52RC） 83.1.1 電路設(shè)計(jì) 83.1.2 系統(tǒng)整體控制流程 93.2 監(jiān)測(cè)參數(shù)的采集電路 103.2.1 電路設(shè)計(jì) 103.2.2 監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集流程 123.3 監(jiān)測(cè)參數(shù)的顯示 133.3.1 電路設(shè)計(jì) 133.3.2 監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示流程 14第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 144.1 調(diào)試方案 154.1.1 水位的測(cè)試 154.1.2 pH值的測(cè)試 164.2 測(cè)試分析與結(jié)論 16第五章 監(jiān)測(cè)參數(shù)的標(biāo)定 175.1 水位的標(biāo)定 175.2 pH值的標(biāo)定 19第六章 工作總結(jié) 21參考文獻(xiàn) 22致謝 23摘要水是一種寶貴的資源，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口的增多，大量水資源被使用，而工業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和生活污水，造成水質(zhì)污染、水資源的低效利用等一系列環(huán)境問題。

因此，對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)極其重要本文基于單片機(jī)STC89C52RC，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)論文的主要內(nèi)容包括：硬件電路設(shè)計(jì)、軟件控制和系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)硬件電路由三部分構(gòu)成：（1）水環(huán)境參數(shù)采集電路，由pH值傳感器、液位傳感器分別采集水環(huán)境的pH值和水位參數(shù)，經(jīng)ADC PCF8591轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；（2）單片機(jī)STC89C52RC，對(duì)系統(tǒng)的采集、顯示等電路進(jìn)行控制；（3）水環(huán)境參數(shù)顯示電路：將監(jiān)測(cè)水環(huán)境的pH值和水位參數(shù)顯示在LCD1602系統(tǒng)的軟件采用C語言，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境參數(shù)的采集、顯示等控制功能論文對(duì)測(cè)試的pH值和水位數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的pH值和水位參數(shù)采集與顯示，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求關(guān)鍵詞：液體高度；pH值；A/D轉(zhuǎn)換；STC89C52RC；LCD160234AbstractWater is a valuable resource. With the rapid development of society and economy and the increase of population, a large amount of water resources are used, while industrial and aquaculture development and domestic sewage have caused some environmental issues like water pollution and the inefficient use of water resources. Therefore, monitoring the water environment is extremely important.This article designs and implements the system of monitoring water environment based on the microcomputer STC89C52RC. The main content of the paper includes: hardware circuit design, software control and system testing. The system hardware circuit consists of three parts: (1) water environment parameter acquisition circuit, which collects the pH and water level parameters of the water environment by the pH sensor and the liquid level sensor and is converted into a digital signal by the ADC PCF8591; (2) the single-chip microcomputer STC89C52RC, which controls system acquisition, display and other circuits; (3) water environment parameter display circuit: the pH and water level parameters of the monitoring water environment are displayed on the LCD1602. The software of the system adopts C language to realize functions such as collection and display of water environment parameters, and calibration of test data.The test results of the system show that the water environment monitoring system designed in this paper can realize the collection and display of pH and water level parameters of the water environment. The system has the characteristics of real-time monitoring, easy operation and so on, and meets the design requirements of the system.Key words:water level, pH , A / D conversion; STC89C52RC；LCD1602第1章 緒論本章節(jié)主要介紹了水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的背景和研究的意義，同時(shí)簡(jiǎn)述了課題當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，并以此為依據(jù)提出了本文的設(shè)計(jì)思路和文章大致的結(jié)構(gòu)安排。

1.1 課題的背景與研究意義在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口增多的同時(shí)，大量水資源被使用，而工業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和生活污水，造成水質(zhì)污染、水資源的低效利用等一系列環(huán)境問題水是一種寶貴的資源，當(dāng)前水質(zhì)污染日益嚴(yán)重，對(duì)人們賴以生存的水資源造成了嚴(yán)重危害[1]因此，對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)極其重要水位和酸堿度測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、醫(yī)藥制品、工業(yè)、化妝品等各個(gè)行業(yè)中[2]以往專職人員來對(duì)水位及酸堿度都是局限于人工測(cè)量方法，不僅測(cè)量精度誤差大，而且工作效率低采用單片機(jī)為核心的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有可靠高、成本低、精度高、實(shí)時(shí)、效率高等特點(diǎn)隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步，智能化便利化的電子系統(tǒng)開始逐漸進(jìn)入我們的生活，如微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給家用電器、通信設(shè)備、以及智能化儀器儀表等領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命其中，單片機(jī)是一個(gè)主要分支，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,包括計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)處理及傳輸，各種智能IC卡，攝像機(jī)、顯示屏、紅綠燈的控制，全自動(dòng)的洗衣機(jī)、汽車系統(tǒng)的控制等[3] 用單片機(jī)對(duì)水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)是將監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的酸堿度、水位等水情信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒉杉行乃h(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)部門能夠及時(shí)掌握河道的水位、水質(zhì)情況，對(duì)水環(huán)境的險(xiǎn)情采取相關(guān)措施，從而減少損失，提高水資源的利用率。

1.2 水情監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前，水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)結(jié)合了光纖通信、電子、傳感器和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，利用多種技術(shù)聯(lián)合，共同提高了水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，并且大大擴(kuò)展了水環(huán)境監(jiān)測(cè)的范圍Error! Reference source not found.八十年代以來，由于遠(yuǎn)程遙控，數(shù)據(jù)傳輸以及單片機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，水環(huán)境監(jiān)測(cè)信息的傳輸問題得到了有效解決，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備采集的信息能夠通過有線或無線的方式傳輸給信息處理中心[4]通過調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)的方式和各個(gè)控制點(diǎn)，有線采集信息可以由主控計(jì)算機(jī)分別傳輸數(shù)據(jù)，但是有線傳輸?shù)娜秉c(diǎn)還是監(jiān)測(cè)的范圍不夠廣，有限傳輸局限于傳輸線的長度相較之下，無線通訊傳輸安全，可靠性高，因此無線通訊技術(shù)更為便利我國對(duì)于水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究還是處于起步階段，國內(nèi)很多地方的水庫、湖泊都是通過一些人工監(jiān)測(cè)來進(jìn)行對(duì)水情數(shù)據(jù)的采集，這種方法造使水環(huán)境的監(jiān)控不夠及時(shí)，準(zhǔn)確性差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)下信息時(shí)代人們對(duì)于水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求[6]目前應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)機(jī)理大致可分為兩類：非接觸式和接觸式其中非接觸式的水位計(jì)主要有超聲波水位計(jì)和智能雷達(dá)物位計(jì)兩種超聲波水位計(jì)的工作原理就是通過壓電晶體將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再以超聲波的方式向水面發(fā)射，部分能量被反射，量程范圍較廣。

智能雷達(dá)物位計(jì)的工作原理就是通過雷達(dá)發(fā)射出去的信號(hào)和接收到信號(hào)的時(shí)間來計(jì)算出傳感器與被測(cè)物之間的距離它們?cè)谶M(jìn)行液位測(cè)量的過程中與液體直接接觸，因此在選擇的時(shí)候要對(duì)被測(cè)物質(zhì)的性能及溫度要有所了解如今，水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)都是向信息化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展雖然國外應(yīng)用這些水環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置的技術(shù)較為成熟，但是一些發(fā)達(dá)國家在應(yīng)用水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)上還是存在著較大的差別，在技術(shù)性能上，北美和歐洲的產(chǎn)品代表著當(dāng)今世界的的先進(jìn)水平1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排本文基于單片機(jī)STC89C52RC，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)論文的主要內(nèi)容包括：硬件電路設(shè)計(jì)、軟件控制和系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)硬件電路由三部分構(gòu)成：（1）水環(huán)境參數(shù)采集電路，由pH值傳感器、液位傳感器采集水環(huán)境的pH值和水位參數(shù)，經(jīng)ADC PCF8591轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；（2）單片機(jī)STC89C52RC，對(duì)系統(tǒng)的采集、顯示等電路進(jìn)行控制；（3）水環(huán)境參數(shù)顯示電路：將監(jiān)測(cè)水環(huán)境的pH值和水位參數(shù)顯示在LCD1602本文的結(jié)構(gòu)安排如下：第一章：緒論介紹了水資源的緊缺及水情監(jiān)測(cè)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了本課題（水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)）的研究意義、本文的研究主要內(nèi)容及論文各章節(jié)安排。

第二章：系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)方案介紹了系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)方案，闡述監(jiān)測(cè)參數(shù)與傳感器的選型第三章：系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)介紹了水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，包括主控電路、監(jiān)測(cè)參數(shù)的采集電路、顯示電路等第四章：系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析介紹了系統(tǒng)調(diào)試的方案， 還有測(cè)試結(jié)果以及對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析第五章：監(jiān)測(cè)參數(shù)的標(biāo)定介紹了水深、pH值參數(shù)的標(biāo)定及誤差分析第六章：工作總結(jié)詳細(xì)總結(jié)了設(shè)計(jì)過程中各個(gè)階段所完成的任務(wù)和失敗的經(jīng)歷等最后闡述了作品的缺陷和改良方向第二章 系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)方案本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)的功能、傳感器的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的主要框架根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，來進(jìn)一步確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成2.1 系統(tǒng)的功能、監(jiān)測(cè)參數(shù)及傳感器選型水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用水位傳感器和pH值傳感器將采集的水位、pH值信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換器至STC89C52RC，在LCD上顯示監(jiān)測(cè)的水位和pH值監(jiān)測(cè)參數(shù)：水位、pH值水位傳感器選型。