基于STM32的智能水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

蔡劉根+虎號(hào)

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一種一STM32單片機(jī)為核心控制板，GSM為傳輸數(shù)據(jù)平臺(tái)，各種傳感器組成的水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。由電阻、PH、溫度三個(gè)檢測(cè)模塊收集水樣信息，將水質(zhì)信息傳輸?shù)絊TM32單片機(jī)，將水質(zhì)信息分析后，將處理好的信息分別傳輸?shù)揭壕э@示屏和管理人員手中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：STM32單片機(jī)；GSM；水質(zhì)檢測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.115

1 引言

目前，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平在不斷的提高，但環(huán)境污染、水資污染日益嚴(yán)重，導(dǎo)致人們的日常生活受到困擾，所以對(duì)水資源的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越受到重視，最近幾年，保護(hù)水資源一直成為社會(huì)的熱點(diǎn)。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全國(guó)近一半城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)。其中水質(zhì)檢測(cè)是水質(zhì)保護(hù)的重要指標(biāo)，但由于一些被檢測(cè)的人員環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄及水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備落后、非智能化，導(dǎo)致檢測(cè)儀器設(shè)備難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。而這個(gè)智能水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)單快捷的檢測(cè)出水樣的一些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)從而檢測(cè)水樣是否被污染，保證人們的飲水安全。

根據(jù)以上問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)一種智能的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其目的可以簡(jiǎn)單、快捷的監(jiān)測(cè)出周圍河流、湖泊等水質(zhì)的多數(shù)參數(shù)：如水溫、PH值、電導(dǎo)率等重要參數(shù)，如果檢測(cè)的水質(zhì)，其污染的達(dá)到一定的程度時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)報(bào)警，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)，通過(guò)短信實(shí)時(shí)的發(fā)送給相關(guān)工作人員，再有相關(guān)工作人員發(fā)送給周圍的群眾，提高人們對(duì)水資源保護(hù)的意識(shí)，并通過(guò)實(shí)際行動(dòng)，保護(hù)環(huán)境、保護(hù)水源，為了更好的提高人們生活。

2 基于STM32的智能水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

（1）項(xiàng)目是由STM32單片機(jī)開發(fā)板為主控板，還包括了電源模塊、GSM模塊、傳感器模塊等組成。其中傳感器模塊包括溫度傳感器、PH傳感器、電導(dǎo)傳感器等各種水質(zhì)檢測(cè)傳感器。（2）通過(guò)各種傳感器來(lái)檢測(cè)水體的各種數(shù)據(jù)，例如溫度、PH、電導(dǎo)率等，傳感器將數(shù)據(jù)收集后傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，單片機(jī)處理后會(huì)顯示在液晶顯示屏上。人可以很直觀的了解水體情況。還可以通過(guò)GSM模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控水體情況。

3 硬件設(shè)計(jì)電路

硬件設(shè)計(jì)電路包括電源模塊，傳感器模塊，GSM模塊等。下面將分別介紹這幾個(gè)模塊。

3.1 電源模塊電路

整個(gè)STM32開發(fā)板是用12V外接電源供電，然而單片機(jī)需要的是5V供電，傳感器需要的是3.3V供電，所以需要對(duì)電壓進(jìn)行降壓處理，所以需要使用LM7805電源芯片將電壓穩(wěn)壓成單片機(jī)所需的5V，以及使用AMS117將電壓穩(wěn)壓傳感器模塊使用的3.3V。

3.2 傳感器模塊電路與GSM模塊

該系統(tǒng)需要溫度傳感器、PH傳感器、電阻傳感器模塊。溫度、PH、電阻傳感器需要連接在單片機(jī)的IO口上。而GSM模塊用于該系統(tǒng)的通信和手機(jī)控制，單片機(jī)將檢測(cè)到的信息通過(guò)該系統(tǒng)傳輸?shù)焦芾韱T。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始時(shí)首先初始化UART串口，外部中斷，初始化結(jié)束后進(jìn)入循環(huán)。首先初始化GSM模塊，注冊(cè)成功后單片機(jī)開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。然后單片機(jī)將采集的各個(gè)傳感器信息顯示在液晶顯示屏上。最后手機(jī)可以通過(guò)GSM模塊來(lái)獲取水質(zhì)信息并進(jìn)行控制。

5 結(jié)論

此系統(tǒng)采用GSM技術(shù)來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，用戶可以通過(guò)手機(jī)信息了解當(dāng)前的水質(zhì)狀況，可以運(yùn)用在很多領(lǐng)域，比如可以安裝在家庭中，讓用戶實(shí)時(shí)了解家中水質(zhì)情況，保證飲水安全。也可以安裝在水庫(kù)邊提醒民眾保護(hù)水資源，提供最新資料給水利局的人。如果本項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)，可以先在全省小型水庫(kù)進(jìn)行示范推廣，在各各個(gè)水庫(kù)安裝此系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)的PH，溫度進(jìn)行監(jiān)控，廣大市民可以隨時(shí)去觀察，以便檢查此系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和持久性。

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