水质监测毕业设计范本模板.docx

1、水质监测毕业设计范本模板摘要水质监测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。目前我国的水质监测仍然存在很多问题，一是各级水质监测中心的采样能力不足。监测频率低二是机动监测能力不足，移动水质分析监测实验室配备数量太少，现场监测能力低。三是自动水质监测站数量太少，缺乏自动测报能力，难以获得重点水功能区主要水质监测的实时数据.针对以上我国水质监测系统的问题，本论文设计了基于GPRS和MCS51单片机的水质实时监测系统。首先，论文从用户需求的角度详细阐述了本系统应该具备的功能；其次，根据功能要求进行功能规划，把整个系统分为复位电路、单片机控制单元电路、AD转换电路、RS232接口电路、R

2、S485接口电路、输入输出电路、键盘和LED显示电路、电源电路、GPRS模块，最后完成了整个系统的硬件设计。关键词：GPRS； MCS51单片机;实时监测ABSTRACTWater quality monitoring system is an important base for water resourcemanager and protection，and also all important measure to protect waterenvironmentAt present，water quality monitoring also have many problems in

3、our country，First，sampling ability is insufficient and sampling frequency is low at all levels water quality monitoring station。Second，mobile monitoring ability is insufficient and mobile water quality monitoring lab is too few，field monitoring ability is lowThird,too few of automatic water quailty

4、monitoring station，shortage of automatic monitoring and report ability，it is difficult to get real time data of water quality monitoring at main waterafeaTo the questions of water quality monitoring system in our country,this paperdesigned a automatic water quality monitoring system based on GPRS an

5、d MCS51 microchipFirst，this paper goes into particulars the systems functions of users needsSecond，to the systems function，this paper designed reset circuit, microchip control circuit，A/D converter circuit、RS232 interface circuit,RS-485 interface circuit，input and output circuit，keyboard circiut，LED

6、 display drive circuit and GPRS module。Finally,this paper realized whole systems hardware designKEYWORDS：GPRS; MCS51 microchip;real time monitoring system1引言11我国水环境的现状目前,我国年均水资源总量为28124亿m，居世界第6位，但由于人口众多，地域辽阔，人均水量仅为2400m，仅相当于世界人均的25，低于人均3000m的轻度缺水标准，是世界上缺水的国家之一,且我国水资源在时空上分布不均.目前，我国有400多个城市缺水,其中有100多个

7、城市严重缺水.正常年份城市缺水60亿m，日缺水量达1600万m。地下水多年超采，储量不足.预计2010年后，我国将进入严重缺水期。作为世界上第一人口大国和最大的发展中国家，我们在水资源使用和管理上，面临着水资源短缺与水浪费并存、洪涝灾害与生态失衡并存、水环境污染与水管理不善并存的突出矛盾我国七大江河水系普遍受到不同程度的污染，其中尤以海河和辽河流域污染为重。据有关资料显示:2002年，七大水系741个重点监测断面中,291%的断面满足类水质要求，30的断面属、类水质，409的断面属劣类水质。2002年,全国工业和城镇生活废水排放总量为4395亿m，比上年增加15，其中工业废水排放量2072亿m

8、，比上年增加23，城镇生活污水排放量2323亿m，比上年增加09%由于80以上的污水未经处理就直接排入水域，已造成90%以上的城市水域严重污染，近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准，就连城市地下水都有50受到严重污染。水中有毒有害的有机物问题已经越来越突出，如致癌物的水污染问题，一些城市饮用水中已有20多种致癌物。水资源不合理的开发利用,尤其是水污染的不断加重，引起了政府的高度重视.近几年来,国家逐步加大环境监测网络建设以提高环境监测能力，改善生态环境。主要措施包括：加强污染物排放总量的监测，加快空气质量监测网络建设，完善主要流域水质自动监测系统，加强近岸海域监测网能力、生态监测能力、监测信

9、息传输能力等方面的建设，环境自动监测能力有了很大的提高。从全国的环境监测数据来看，我国的环境污染恶化的趋势已得到基本控制，环境质量有所改善，但是污染仍处于相当高的水平。因此迫切需要大量的现代化的环境监测仪器,特别需要优质的自动监测系统和污染源在线连续监测系统。12环境监测仪器的现状与问题121环境监测仪器主要包括以下几个方面（1）通用的实验室分析仪器:包括光学类仪器，如可见紫外分光光度计、荧光光度计、原子吸收光度计、等离子体光谱仪、X-射线荧光光谱仪和红外光谱仪;电化学类仪器,如PH计、电导仪、库仑计、电位滴定仪、离子活度计和各种极谱仪；色谱类的仪器，如离子色谱仪、气相色谱仪、高压液相色谱仪、

10、色谱，质谱联机和液谱质谱联机等。凡分析实验室应有的仪器环境科学与监测实验室均需要.（2)专用监测仪器:空气-TSP、PMl0、MP25采样器及其监测仪器(-射线吸收，晶体震荡天平)；气体自动采样器：S02、N02，NO、NOX、03和CO监测仪；水质监测方面：测汞仪、测油仪、CODcr测定仪、DO仪、污水流量计和比例自动采样器等。（3）自动监测系统：空气地面自动监测系统；环境水质自动监测系统；工业污染源在线连续自动监测系统;道路交通噪声自动监测系统等。122 国产环境科学监测仪器存在的主要问题国产专用监测仪、采样器数量上占有优势,基本可用,但附加值低，且监测数据多为有线传输，对于监测点地理位置

11、比较分散、偏僻、自然条件较差地方，采用有线传输需要架设专线,成本太高。高质量的分析仪、专用监测仪器和自动监测系统多是国外引进的,因此国产仪器占的份额很小.究其原因：一是大型国营企业运行机制问题,未发挥好骨干作用；二是小企业蜂拥而上,缺乏技术缺乏资金,低水平重复的较多,仪器的质量和性能均不能与国外进口仪器抗衡;三是研究院校与企业缺乏紧密合作机制，有技术创新的、有资金脱节的，不能快速实现产业化；四是政府对开发研制环境科学仪器的投资和风险投资不足。13 环境监测仪器的未来市场需求(1)环境质量监测：全国环保系统及各部门、行业、企业已建监测站4000多个，从业人员6万多人，还有几万个环境科研院所。近几

12、年正是环境科学和监测分析仪器、装备更新换代和提高水平时期，中央、地方政府和企业每年投资购买仪器装备约两亿人民币。国家环保局计划要装备400多个国家网络监测站，350多个环境信息中心，100个城市空气地面自动监测系统。项目包括：FMl0、S02、N02、O3、CO、风向、风速、温度、湿度，约100个国控水质监测断面自动监测系统。项目包括：PH、温度、电导、浊度、溶解氧、氨氮、总氮、总磷、CODcr、高锰酸盐指数,初步计划投资15亿人民币，其中国家投资三分之二,地方投资三分之一.这不包括行业、地方和企业的监测站能力建设的投资,各部门、各地方根据环境保护任务的需要另有自己的投资计划。（2)污染源监测

13、：国家要对全国18万个重点污染企业实施主要污染物排放总量控制和消减.以改善环境质量,因此要求1。8万个污染大户要逐步安装在线连续自动监测系统.污水监测主要包括；污水流量计、自动比例采样器、P11、CODcr、矿物油、氰化物和氨氮等项目的自动监测系统，并实现计算机联网管理。废气监测主要包括：工业粉尘、烟尘、烟气S02、N02、CO和烟气流速在线连续监测系统，实现计算机联网管理,加强实时监控，这些都是较新的。成熟的国产仪器系统很少，而需求量比环境质量监测要大得多，主要由污染企业购买。行业主要是电力、石油化工、建材、冶金、造纸、食品和城市污水处理厂等，潜在的市场有数十亿至数百亿元.（3）遥感遥测仪器

14、仪表：国家提出环境污染防治与生态环境保护并重的方针，要加强生态环境保护,必须对我国生态环境进行监测.包括对荒漠、草原、森林、海洋、农业生态环境进行监测，也需要对大气污染、水域污染(如海洋赤潮、溢油污染）及污染源进行遥感遥测,还要建立卫星地面接受系统及卫星图片解析系统，对环境生态质量现状及变化趋势进行分析，为国家环境生态保护与建设提供决策的科学依据。14 GPRS通信141 GPRS技术特点GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务,目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的

15、无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构。这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似，因此现有的基站子系统(BSS）从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源.从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。(一)在现有的GSM系统上实现GPRS需要增加的功能模块GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的在9001800MHzGSM数字蜂窝移动通信系统中完成GPRS业务的网络设备及

16、其相应的连接,网络设备主要包括：（1)GPRS 交换设备如GPRS网关支持节点GGSN（GateGPRSSupportingNode）和GPRS业务支持节点（ServingGPRSSupportNode）,以及其他一些功能实体（域名服务器DNS、计费网关CG和边界网关BG）.(2)GPRS基站子系统附加设备主要包括引入GPRS业务后，在基站子系统BSS或基站收发信机BTS中新增加的硬件单元(PCU)。（3)其它设备如本地位置寄存器HLR、访问位置寄存器VLR、移动交换中心MSC、SMSGMSC和SMSIWMSC等GSM系统原有设备被升级以支持相应的与GPRS有关的功能。(4）要实现GPRS网络,移动台也必须是GPRS移动台或GPRSGSM双模移动台。(二)GPRS网络数据包的发送与接收笔记本电脑通过串行或无线