水质在线监测系统

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水质在线监测系统范文第1篇

关键词：传感器；水质监测；ZigBee；GPRS

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）12-0081-03

Design of online water quality monitoring system based on Internet of Things

JIA Gui-lin， LIU Mei-cen， ZENG Bao-guo， CHENG Yuan-dong

（Sichuan Institute of Information Technology， Guangyuan 628017， China）

Abstract： To solve the problems of complex wiring and high cost in traditional water quality monitoring programs， a water quality monitoring system based on Internet of Things is designed to achieve the purpose of the acquisition， transmission and processing of multiple parameters， including dissolved oxygen， PH value， and temperature. The scheme is suitable for remote monitoring， and applicable to monitoring the quality of drinking water and water for the aquaculture industry.

Keywords： sensor； water quality monitoring； ZigBee； GPRS

0 引 言

为了彻底解决传统人工水质监测及DCS、现场总线方式在管理及应用上存在的布线困难、成本高等不足，本文提出了以智能水质传感器、无线传感器网络、专家库数据库为核心的物联网水质在线监测系统。本系统通过分布式动态组网，可实现大范围、24 h不间断的监测，同时通过布设在水源地具有定位功能的无线传感器节点，能够侦测到饮用水源的污染情况，从而提高管理效率、保障供水安全，解决饮用水及养殖业水质在线监测和管理问题。

1 系统结构及工作过程

本系统的组成图如图1所示。系统在水源地布置多个水上节点（水质参数采集节点、远程视频采集节点、水质参数调节节点、ZigBee+GPRS无线网关），然后通过水质参数采集节点实时采集PH值、水温、水位、溶氧量等水质参数，并通过ZigBee Endpoint上传给无线网关的ZigBee Coordinator，再由后者经串口送入GPRS传送到服务器；同时通过IP Camera（网络摄像机）采集水面视频信息，由3G方式送入（移动）服务器。运行于服务器上的信息管理系统将对数据进行统计、分析，并根据饮用水用水管理要求实时预警、告警，自动下发控制指令到GPRS无线网关，然后由ZigBee网络下发指令到水质参数调节节点，启动增氧机或PH值调节设备、水泵等，实时调节用水参数。管理人员则可通过PC、平板电脑或PDA等方式获取实时水质数据，并对设备进行远程控制。

图1 基于物联网的水质在线监测系统的组成

2 硬件电路设计

2.1 水质传感器选型

以养殖用水为例，一般需要对水环境中的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项基本参数进行监测[1]。本系统选用北京联创与中国农大开发的、具有测温和温度补偿功能的PH10、TS10、WL10、DO10四类智能传感器来对水的PH值、浊度、水位、溶氧量、温度等五项参数进行监测。四类传感器均可通过RS485总线接收来自外部MCU的控制指令，然后返回测量原始值、温度值、工程值等三个参数，因而可以大大简化感知层的设计工作。

2.2 CC2530节点的接口电路设计

本系统的ZigBee节点选用成都感智信息技术有限公司的CC2530节点，该类节点带有CC2591增益放大模块，最远通讯距离可达1 km。由于CC2530不支持RS485通讯，因而需要设计RS485转3.3 V TTL电路，图2所示就是CC2530无线节点与RS485传感器的接口电路[2]。其中，5.0 V直流电压主要为传感器供电，3.3 V直流电压为CC2530节点供电。通讯接口转换芯片选择MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530与RS485总线的隔离，R8、R9用于采样电源电压以便服务器端能实时判断节点的供电情况，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等为RS485总线匹配电路。

2.3 增氧机控制电路设计

系统中的增氧机控制电路如图3所示，CC2530节点通过P0.1控制光耦T1，并驱动Q1控制继电器J1，从而控制增氧机电源的通断，达到启动/停止增氧机的目的。

图3 增氧机控制电路

另外，还需要设计系统传输层无线网关，一般的传输层无线网关应当内置有CC2530通信模块、S3C2440控制器、MG323 GPRS通信模块，并设计有存储、电源管理，以及以太网接口[3]。

水质在线监测系统范文第2篇

【关键词】 饮用水水源地自动监测在线监测监测项目

饮用水是人类生存的基本需求,饮用水安全问题直接影响到广大人民群众的身体健康。保障饮用水安全是促进经济社会发展、提高人口素质、稳定社会秩序的基本条件,是全面建设小康社会的具体行动,是实现经济社会可持续发展、构建和谐社会的基础。岳城水库位于河北省磁县与河南省安阳县交界的漳河干流出山口处,距河北省邯郸市区55公里,距河南省安阳市区25公里,下游距京广铁路桥15公里。岳城水库水质为国家地表水二类,是邯郸、安阳两市重要的城市生活饮用水源地,被邯郸市列为一级水功能保护区。近年来,岳城水库在水资源优化配置方面发挥了显著的功能。先后实施了“引岳济淀”、“引岳济衡(衡水湖)”、向漳河下游及天津南大港湿地输水、向邯郸生态水网输水等,为国民经济的可持续发展和人民生活水平的提高做出了巨大的贡献。

1 水质监测参数及监测仪器

水质自动监测系统由采样系统、储水单元、清洗系统、控制系统、数据通讯等部分组成。水样由采样泵抽出,水样直接进入储水单元,由输送泵将水通过地板下的管道输送到仪器后面的第二道过滤装置(过滤蕊,即综合分析仪)里。按不同仪器的要求,进入不同的过滤蕊里(每个仪器后都有一个过滤蕊),这样通过过滤蕊符合仪器所用水样要求的水,经软管进入仪器,对五参数(浊度、溶解氧、pH值、电导率、温度)、总磷、高锰酸盐指数、氨氮、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、砷、挥发酚、苯胺17项参数进行监测。重金属项目(铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、砷)这7台仪器在测量前先通过自身的蠕动泵将纯净水吸入反应室、测量室及各个管路进行清洗,以免造成数值不准,清洗后再将水样吸入反应室进行反应,所用测量方法同实验室。反应后,一导管将反应液吸入测量室,仪器自动推导出结果(全部工作过程大约需45-90min左右),反应结束后废液自动通过专用流路流出并排出监测室,最后再次吸入纯净水对仪器进行清洗,等待下一次测量过程。挥发酚项目采用比利时进口设备,简化水中挥发酚测定样品的处理过程,减少毒性大的有机溶剂与操作者接触利用酚类物质在酸性水溶液中溶解度很小的性质,通过调节水溶液的pH值,采用光程长30mm比色皿,用4-AAP直接分光光度法测定。其测定水中挥发酚的准确度、回收率符合生活饮用水卫生规范的要求,与国标法检测结果相比对,相差无显著性。4-氨基安替比林直接分光光度法测定水中挥发酚,检出限完全满足生活饮用水卫生标准要求,而且操作简便快速,适用于日常检测工作的需要。

2 数据传输与报警

整个采集程序主要通过自报方式完成数据的收集,由于线路及其它一些不可预测的原因,可能造成数据发送的不完整,这时就需要通过数据采集功能,完成对数据的收集。数据采集功能包括实时和历史采集等采集方式。

为保证岳城水库饮用水源地水质安全,水质测定设置为每2小时抽水测量分析一次。所有数据每30min通过GPS上传到工控机的数据平台中,实时显示在显示器上,并自动保存在文件夹中,便于随时查看。数据平台设置短信超标报警系统,一旦水站中任何数据超出预设数值,平台就会自动向负责人发送短信,以便第一时间制定应急方案。

3 水质自动监测站设备的维护

岳城水库水质自动监测站采用国产设备与进口设备相结合的方式,需要维护人员定期对系统和仪器进行维护,需分每日、周、月和季度检查维护。每日系统维护内容为检查管路是否滴漏,取水是否正常,各个泵体是否运转正常,处理板上的反吹空气压力、进样压力、进样流量、运行记录是否正常,有无报警记录;每周对空压机进行排水;每月拆洗预处理板上的过滤蕊,各电器部件温度及工作性能。仪器维护为每日检查仪表读数是否异常,仪表进样是否正常,试剂引管是否在位;每周检查蠕动泵是否泄露,试剂引管是否短缺;每月清洁仪表,检查仪表内电磁阀工作性能,检查蠕动泵运行性能;每季更换蠕动泵管,清洗测量池,标定仪表;所有项目均需填写水质自动站运行维护表,此表不定期进行检查,每年进行档案封存。

4 水质自动监测站的优点及存在问题

岳城水库水质自动监测站是邯郸市首个在饮用水源地上建设的水质自动监测站,与常规水质监测相比,增加了重金属项目和有机项目,避免了因取样、运输、放置时间较长而造成水样发生物理化学变化,减少了相关分析的工作量。它的建成在提高站点水质信息采集的时效性,及时发现监测河段水污染事故等方面发挥作用,实现了远程智能化控制,自动站工作状态实时显示的功能,为水环境管理、水资源利用等提供了决策依据。水质自动监测站也存在一些问题,与常规实验室相比监测参数较少,目前只有17项,有机物和其它盐类离子等没有监测技术;由于路途遥远,来回需要半天时间,不能及时对设备进行及时维护,只能采用定时维护。

5 结语

岳城水库饮用水源地水质自动监测系统的建成运行弥补了邯郸市水质在线监测工作监测项目单一的缺陷,此水站系统技术设备先进,数据传输准确、方便、可靠,实现了数据监测远程监控和超标预警,可对水质进行全天候监测,能及时掌握水质变化情况,从而为各级政府和相关职能部门有效预防和控制突发性水污染事件提供及时准确的决策依据。

参考文献:

[1]刘晓茹,周怀东,李贵宝.水质自动监测系统建设[J].中国水利,2004,(09):49-50.

水质在线监测系统范文第3篇

关键词：水质监测；在线监测仪表；背景值；警告线

水质在线监测中当在线仪表发生报警的时候，往往管网水质已经出现问题，这样即便相关应急人员及时做出处理，也显得相对滞后。文章通过计算背景值来设定警告线，使水质在线监测系统具有预警功能，提前预警水质事件的发生。

1 异常值的剔除

在管网在线监测系统对管网水质监测过程中，由于水质事件、仪表故障或监测系统传输中断原因导致监测数据异常，这些非正常情况下的监测数据不能作为背景值的计算依据，应首先剔除。

由表1可以清楚的看到，经过三次筛选后，浊度和余氯标准偏差没有太大变化，异常值已经基本剔除。当样品容量n

2 背景值的计算和警告线的设定

2.1 数据呈正态分布

（1）计算出筛选后浊度和总氯值的算术平均值n和标准偏差Sn，计算变异系数。（见表2）计算背景值范围的计算

根据表2，一倍和二倍标准偏差计算的背景值区间太小，而四倍、五倍和六倍标准偏差计算的背景值区间则太大，只有三倍标准偏差计算背景值区间最为合适。所以背景值的范围为。

（2）警告线上下线设定

根据背景值范围，以平均值加减3倍标准偏差n±3Sn分别作为警告线上下线。结果如下（见表3）。

当在线仪表检测值超过警告线时，首先应排除仪表原因（即气泡或仪表故障等原因）引起检测值异常，应尽快采取措施，保证仪表测量值准确。如仪表测量值准确，则说明管网或出厂水出现异常，在水质指标还未超过《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准限值之前，就应引起注意，找出引起异常原因，则可以提前采取预防措施，避免水质进一步恶化导致水质超标，真正发挥在线仪表的预警作用。

2.2数据呈对数正态分布

（1）组分含量呈对数正态分布时，平均值为几何平均值，

标准差为几何标准差，首先计算lnXn的标准差，即 ，

然后取其反对数得到标准偏差Sn。变异系数为 。

（2）背景值的计算。背景值取值范围为 。

（3）警告线的设定。根据背景值设定警告线，所以警告线上线应设定为XnS2n，警告线下线应该设定Xn/S2n。

2.3 数据呈偏态分布

数据呈偏态分布平均值为中位数Md，标准偏差为Sn，变异系数为CV=Sn/Md。背景值取值范围为一定样本概率下的百分位数区间。

2.4 数据低于检测限值

数据低于检测限值时，当检出率E？叟80%时，取检测下限的0.7倍参加背景值统计计算；当50%？燮E？燮80%时，取中位数表示平均值，当E？燮50%时，取检测下限表示平均值[1]。

参考文献

水质在线监测系统范文第4篇

关键词：水质自动监测； 水资源保护； 水环境

中图分类号：X83 文献标识码:A

1 水质自动监测系统的发展概述

水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专业分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。

国内水质自动监测系统建设起步较晚。20世纪90年代末，水利、环保部门相继在部分重要水系建立了水质自动监测系统。主要监测项目为常规五参数、高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳等，在饮用水源地水质监测系统增加了总磷、总氮、叶绿素、生物毒性等项目。近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站（以下简称水站）的建设也取得了较大的进展，环境保护部已在我国重要河流的干支流、重要支流汇入口及河流入海口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出入境河流、重大水利工程项目等断面上建设了100个水质自动监测站，监控包括七大水系在内的63条河流，13座湖库的水质状况。

2自动监测系统的特点

与传统的手工监测相比：

（1）水质自动监测仪具有最佳现场使用效果，可以对水质进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时可以查询到所设站点的水质数据。这对于解决现行的水质监测周期长，劳动强度大，数据采集、传输速度慢等问题，具有深远的社会效益和经济效益。

（2）水质自动监测工作的开展，一改过去总在事后才能向有关部门提供水质信息的被动局面，实现了在水质发生恶化时，仪器自动报警或响应，对流域下游发出水质污染的预警预报，防患于未然，充分体现了水利部门水量水质综合管理的优越性。

（3）水质自动监测系统促进水环境监测系统计算机联网，改革环境质量和污染源报告的编报，加速全国水环境监测技术向统一化、标准化发展，实现水质信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价，可迅速为领导决策提供科学依据。

3水质自动监测技术的应用领域

3.1水功能区污染物总量监控

计算污染物总量需要大量水质、水量数据。水质自动监测频次高，产生的信息量大，在重要的控制断面实现水质的自动监测，有利于实施水功能区管理、污染物排放总量控制，促进水资源管理工作的现代化。

3.2供水水源地水质监测

在水源地建设自动监测站，可对水源地的水质进行24小时不间断监测，实现对自动监测站的远程监控，一点发生异常，及时预警，为保障水源地供水安全提供有效的技术监督手段。

3.3预警预报重大水质污染事故

自动监测系统实时连续监测对突发水污染事故预防和应急监测具有明显的优势。通过自动监测系统的预警功能，可及时发现污染事故，分析自动监测数值变化趋势，可判断污染程度，对下游水质污染做出预警预报，防止污染事件的进一步扩大，减轻其危害有着重要意义。

3.4跨界河流的水质监测

在跨界河流敏感点建设自动监测站，实时监控水质变化状况，与实验室人工监测相结合提供客观、准确、中立的水质监测数据。

4水质自动监测技术存在的问题与技术应用成果

4.1存在的问题

4.1.1投资规模较大，运行费用较高；监测仪器以进口为主，价格昂贵。运行维护成本高，仪器配件耗品价格昂贵。

4.1.2对操作、运行、维护人员的技术水平要求较高；

4.1.3系统本身运行不稳定；仪器的基线漂移、试剂的变化、供电系统的稳定性等多种因素，都会影响到水质自动监测系统的稳定性。

4.1.4系统监测数据与实验室人工使用标准分析方法监测的成果有一定的差别。由于水质自动监测仪器设备受现场环境条件和自动化控制要求的影响，其监测数据的准确性不如实验室经典化学分析方法，因此在使用之前，必须通过国家校准检测方法的比对使用，验证自动监测的准确性及可比性。

4.2建议

为了是水质自动监测系统能准确及时的监测数据，应做好以下几个方面：

（1）专业技术人员的保证

要有能随时解决发现的问题的专业技术人员，能保证自动监测系统的正常运行。

（2）质量保证与质量控制：日常采取的质量控制措施包括定期校准、质控样检查、比对实验验证、试剂有效性检查及数据审核等方法，应严格按照《水质自动分析仪技术要求》（HJ/T96-104-2003）进行校准，保证数据的有效性。

4.3技术应用成果

随着国家水质自动监测系统的运行，充分发挥了实时监视和预警功能。在跨界污染纠纷、污染事故预警、重点工程项目环境影响评估及保障公众用水安全方面已经发挥了重要作用。

（1）2002年在浙江-江苏的跨省污染纠纷处理过程中，自动站的连续监测数据在监督企业污染治理和防止超标排放方面发挥了重要作用。

长江干流重庆朱沱和宜昌南津关水质自动监测站在2003年5～6月三峡库区蓄水期间，共取得库区上下游2520个水质实时数据，为管理部门的决策提供了有力的依据。

（2）淮河干流淮南、蚌埠及盱眙站成功地全程监视了2001～2006年淮河干流大型污染团的迁移过程，为沿淮自来水厂及时调整处理工艺，保证饮水安全提供了依据，为环境管理及时提供了技术支持。

汉江武汉宗关自动监测站自建立以来，每年对汉江水华的预警监测都发挥了重要作用，及时通知武汉市主要饮用水处理厂提前做好处理，保障水厂出水达标。

（3）2007、2008、2009年太湖蓝藻预警监测期间，太湖沙渚、西山和兰山嘴水质自动监测站开展了加密监测，通过水质pH、溶解氧等藻类生长的水质特异性指标预测判断水体的藻类生长状况，为饮用水水质预警提供了大量实时数据，发挥了重要作用。

（4）2008年四川汶川特大地震发生后，中国环境监测总站立即通过水质自动监测系统远程查看灾区水质状况，将灾区7个水质自动监测站的监测频次由原来的4小时一次调整为2小时一次，在第一时间分析了地震灾区地震前后水质状况，并将灾区水质无明显变化的情况及时向国务院抗震救灾总指挥部上报，并编制《汶川大地震后相关国家水质自动监测站水质监测结果》，每天在互联网上自动监测结果，为保障灾区饮用水安全，稳定灾区群众发挥了重要作用。

（5）2008年北京奥运会期间，利用北京密云古北口自动站（密云水库入口）、门头沟沿河城自动站（官厅水库出口）、天津果河桥自动站（于桥水库入口）、沈阳大伙房水库及上海青浦急水港自动站等国家水质自动监测站对城市的饮用水源实施严密监控，每日以《奥运城市地表水自动监测专报》形式上报环境保护部，为奥运期间饮水安全提供了技术保障。

结语

实施水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况，保障饮用水源地的取水安全，为水资源保护监督管理和决策提供了有力的支持手段。

参考文献

[1]赵宝吉.我国水质自动监测的发展与应用[J].黑龙江环境通报.2000.（3）

水质在线监测系统范文第5篇

【关键词】：水质；自动监测；设计

中图分类号：TU991.21文献标识码： A 文章编号：

引言

水污染在我国已经成为严重的环境问题，而现存的水质监测系统大多采用手工操作的方法，一个断面每季度监测1次，每年4次，监测数据代表性差，无法真实反映水污染的变化情况，满足不了环境管理的要求。能够对监测断面自动采样、自动分析、全天24小时连续工作的水质监测系统的研制显得尤为迫切。

 一、水质监测分析方法

选择合适的水质监测分析方法，是获得准确结果的关键因素之一。选择分析方法应遵循的原则是：灵敏度能满足定量要求；方法成熟、准确；操作简便，易于普及；抗干扰能力好。我国对各类水体中不同污染物质的分析方法主要有以下三个层次，它们相互补充，构成完整的监测分析方法体系：国家标准分析方法、统一分析方法、等效方法。

二、水质监测方案的制定

水质监测方案的确定步骤：进行采样前的调查研究，明确监测目的，收集资料；确定监测项目；设定监测网点（设置监测断面和采样点）；确定采样时间和频率；选择采样及监测的技术；数据处理；提出监测报告要求；制订质量保证程序、措施及方案实施计划。

 三、水质在线监测技术

水质在线监测系统，又称为水质自动监测系统或水质实时监测系统，是指将集多项水质指标的自动分析仪器和传感器组合起来配以先进的控制芯片、网络通信和软件技术，把从采样、分析到记录、传输、处理数据的整个过程组合成高度自动化的流程，从而实现在线多参数实时、快速、自动监测的技术。水质在线监测系统是环境监测原理、现代传感器技术、自动控制技术、网络通信、软件工程、大型数据库系统和环境评价管理交叉发展的产物。

 1、传感器技术

（1）化学传感器，化学传感器是利用化学反应产生的电信号或其他信息（如光效应、热效应、场效应及质量变化等）来进行测定的。被分析物透过选择性薄膜后发生特定化学反应，产生的信息被相应的化学或物理换能器转变成可定量或可处理的电信号，经过二次放大后的到显示。这类传感器是在水质自动监测中应用最广的传感器。

（2）光导纤维传感器。

（3）生物传感器，是指用固化生物催化剂等识别元件与化学物质之间产生的生物化学反应来测定。依靠电化学器件有选择地测定所产生的或被消耗的化学物质，并将测定结果交换为电信号。

2、水质自动分析仪器的发展

水质自动分析仪器表现了分析仪器的智能化方向发展。发展趋势主要表现在：基于微电子技术和计算机技术的应用，实现了分析仪器的自动化；通过计算机控制器和数字模型进行数据采集、运算、统计、分析、处理，提高了分析仪器数据处理能力；数字图像处理系统实现了分析仪器数字图像处理功能的发展；分析仪器的联用技术向测试速度超高速化、分析试样超微量化、分析仪器超小型化的方向发展。

四、 通信传输及接口技术

水质在线监测系统主要涉及三个层次的通信传输技术，即各水质分析仪与现场控制系统主控芯片(或现场PC)的数据和指令传输；现场与监控中心之间数据与指令的双向传输；监控中心数据库与用户的网络的连接，第一、二个层次最为重要。水质分析仪与现场控制系统主控芯片（或现场PC）目前主要依赖RS―485异步通信接口和模/数(A/D)转换器来实现。现场控制系统与监控中心之间的通信有GSM无线通信、MODEM电话拨号连接、有线网络连接和卫星通信等多种方式，前两种已有较为成熟的技术实例且成本较低。后端数据处理软件技术后端数据处理在整个水质在线监测系统中发挥着“信息中心”的作用，是整个系统的信息出口，主要发挥数据记录、表达和存储的功能。一般这类软件都是基于WINDOWS平台开发，采用模块化设计思想，具有较好的模块性、可移植性和可维护性。

五、基于单片机的水质监测系统设计

 设计思路：以单片机为主要控制器件设计一种水质监测系统，主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括传感器的选取，单片机的选取与应用，A/D转换的选用，电源设计，显示部分设计等；软件设计主要包括主程序设计和子程序设计，监测结果通过显示模块显示。

 1、 监测项目

水质主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、pH值、电导率、溶解氧等；另一类是毒物质的监测，如铅、汞和有机农药等。这次设计选择的监测项目为反映水质状况的综合性指标水质pH值。水中的PH值主要是由水中的氢离子数量的多寡决定。pH值反映了溶液中各溶解性化合物达到的酸碱平衡状态，主要是碳酸氢盐、碳酸盐、二氧化碳的平衡。氢离子浓度指数一般在0～14之间。水中的PH值可以体现出水中的酸碱度，湖水中水的PH值从一定的程度上反映了水质的好坏。所以，水中的PH对于生活在水中的动植物有着重要的影响。人体健康与PH间的直接关系不明显，一般pH值在6.5～9.5范围内时不太影响健康。生活饮用水pH值的国家标准是6.5～8.5之间。

2、硬件设计与选择

(1)单片机的选择

单片机也称为微控制器或嵌入式微控制器。内部结构由中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出（I/O）3大基本部分构成。单片机内有两个存储器，是程序存储器和数据存储器(也称寄存器)。在寄存器中有一部分寄存器具有特殊功能，称为特殊功能寄存器(如P0端口寄存器)，单片机的主要功能时通过向特殊功能寄存器写入0或1二进制数来实现的。本次设计即是选用AT89C51单片机。单片机振荡电路石英晶体振荡器频率选12MHz，则振荡周期= 1/（12MHz）,机械周期=12×振荡周期=1μs。

(2)传感器的选用

传感器是直接进行测量的环节。本次选用的传感器是化学传感器，化学传感器是指利用化学反应产生的电信号或其他信息（如光效应、热效应、场效应及质量变化等）来进行测定的传感器。本文选用的是玻璃电极，其测量的线性范围是1~9.5pH。

（3）模拟/数字转换器的选用

信号输入端可以是转换器或传感器的输出。转换器的输出信号可提供给微处理器。本次设计选用的是使用较广泛的8位连续渐进式模拟/数字转换器ADC0804。将单片机与ADC0804连接时，因单片机需要对ADC0804作沟通，所以需要单片机的两个Port，一个口作数据总线，另一个口作为控制端口用。如下页图9中所示，端口0与ADC连接作数据总线；P2.0接至ADC的/RD、/WR引脚，方便控制；P2.1接至/INTR引脚，以判断是否转换完成。本次设计采用的是非中断方式。

(4)显示模块设计

本次设计的显示部分采用两个数码管的共阳极连接，采用动态显示驱动。R是限流电阻。如下图9中所示，端口1连接数码管，以显示输入模拟电压转换后的数字值。Q1和Q2是两只共阳极数码显示管的控制三极管，三极管的基极分别接在单片机P2端口的P2.6和P2.7引脚上。也就是，P.6输出为0时三极管Q1导通，与其相连的共阳极数码管显示器开始工作；P2.6输出为1时三级管Q1截止，与其相连的数码管显示器停止工作。三极管Q2的工作与Q1三级管相同。

结束语

实施水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况，保障饮用水源地的取水安全，为水资源保护监督管理和决策提供了有力的支持手段。

参考文献：

[1]张闻波、朱星明等，太子河流域水资源实时监控管理系统集成技术研究，中国水利水电科学研究院学报，2005（2）：143-149．