基于C8051F040的水體溶解氧檢測系統的研究.pdf

1、我國是水資源缺乏的國家，人均占有量低于世界平均水平；改革開放以來，隨著工農業(yè)生產的迅猛發(fā)展，大量工業(yè)廢水、生活污水不斷地向江河湖海排放。目前我國水資源60％已經受到污染，1.2億人口正在使用不干凈的水源，水污染形勢十分嚴峻，故迫切需要對水源進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現污染，治理污染。在水質檢測中，水體中的溶解氧含量是一項重要指標，當水體受到染污時，會導致溶解氧含量下降，因此需要研制水體溶解氧檢測系統來進行水體環(huán)境實時監(jiān)測，以便能夠及時得到各個

2、水域的水質情況，方便開展相關的治理工作。
　　 溶解氧檢測的方法主要有碘量法、Clark電極法和新型的熒光淬滅法。目前市場上出現的大多數水體溶解氧檢測設備是基于Clark電極法（又稱電流測定法），其測量速度比碘量法要快，操作簡便，干擾少，而且能夠現場自動連續(xù)檢測，但是其透氧膜和電極較易老化，需要定期活化，透氧膜也要經常更換，并且檢測時需要耗氧，故要不停攪拌水樣。國外出現了一種新型的基于熒光淬滅效應的溶解氧檢測設備，該種設備能夠快

3、速檢測出溶解氧含量，且在檢測過程中不耗氧，傳感膜壽命長，可實現長期在線監(jiān)測。
　　 本論文基于熒光淬滅法，利用水中的氧分子對熒光的淬滅效應來實現水體溶解氧濃度的檢測。實驗中使用Tris(4，7-diphenyl-1，10-phenanthroline)ruthenium(Ⅱ)dichloride（化學名稱是三（4，7-聯苯-1，10-鄰菲啰啉）二氯化釕）作為光化學傳感膜的熒光敏感物質，該物質受到特定波長的藍光照射時會激發(fā)出強烈的

4、粉紅色的熒光，水中的氧分子會對該粉紅色熒光進行淬滅，因此可以通過檢測熒光的強度來計算出對應溶解氧的含量。本文在此基礎上研究設計了一套基于熒光淬滅法的溶解氧監(jiān)測系統，系統中下位機采用了新型的混合信號SOC——C8051F040微控制器，結合了無線傳輸技術，能夠對大面積水域實現多點、聯網、實時、在線監(jiān)測。論文的主要工作包括以下幾點：
　　 1)論述儀器的整體系統架構，在前人的基礎上分別對各功能模塊進行設計，對硬件配置進行選型，繪制出

5、硬件原理圖和PCB圖，制板后進行電路板的元器件焊接。
　　 2)基于設計好的硬件電路進行C8051F040單片機的嵌入式程序設計，根據各模塊功能繪制流程圖，利用C51編程語言編寫下位機程序，并進行模塊調試；設計基于RS232的無線傳輸通信協議，用于微控制器與PC機之間的通信；設計基于RS485的通信協議，用于下位機之間的通信。
　　 3)結合由同組人員開發(fā)的上位機軟件對硬件各模塊進行調試實驗，下位機程序調試實驗，新型光化