基于GPRS技術(shù)化工企業(yè)排放廢水質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計獨家優(yōu)秀】

中文摘要 本文主要介紹了無線傳感器節(jié)點和 線傳輸數(shù)據(jù)的實現(xiàn)，基于虛擬儀器技術(shù)化工企業(yè)廢水質(zhì)量的檢測，傳感器節(jié)點采用溫度傳 感器、 解氧傳感器和濁度傳感器，通過 塊向云端發(fā)送測量到的廢水中的溫度、 解氧、濁度等參數(shù) ，上位機(jī) 調(diào)取云端數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并采取相應(yīng)的控制 ，從而達(dá)到遠(yuǎn)程實時監(jiān)測和控制的功能 。本設(shè)計 主要應(yīng)用于企業(yè)廢水質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測，對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理并建立溫度、濁度、溶解氧、 數(shù)據(jù)庫信息。同時設(shè)定溫度、濁度、溶解氧、 采集到的參數(shù)超過所 設(shè)定的閾值范圍時，上位機(jī)監(jiān)測界面就會及時報警提醒相關(guān)工作人員。 該 系統(tǒng)傳感器節(jié)點可以進(jìn)行拓展，上位機(jī) 用戶可以隨時對系統(tǒng)軟件進(jìn)行修改以滿足新的需求，更新速度快、開發(fā)和維護(hù)費用低 ,具備極高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，有非常高的推廣實用價值。 關(guān)鍵詞： 實時監(jiān)測 ,傳感器節(jié)點 ,上位機(jī) 外文摘要 of a PH on of to a to to C is so as to is in of to a of At PH C to be C at to I 頁共 I 頁 目 錄 1、緒論 . 1 . 1 . 1 2 總體方案設(shè)計 . 2 2 1 檢測原理 . 2 2 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 . 2 2 3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 . 2 2 4 采集模塊 . 3 度傳感器 . 3 . 4 . 4 . 5 . 5 . 7 . 8 . 8 . 9 . 9 . 10 . 13 . 13 . 19 位機(jī)軟件設(shè)計 . 21 . 22 . 23 . 24 . 26 據(jù)輸出 . 27 4、傳感器參數(shù) . 28 . 28 . 29 . 30 . 30 5、軟件調(diào)試 . 31 結(jié) 論 . 35 致 謝 . 36 參 考 文 獻(xiàn) . 37 第 1 頁 共 35 頁 1、緒論 目前，環(huán)境問題是影響世界各國可持續(xù)發(fā)展的一個重要因素，水環(huán)境的污染日益嚴(yán)重，不僅嚴(yán)重影響人們的健康，還加速了水資源的短缺。眾所周知，中國的水資源非常的缺 乏，是世界 13個缺水國家之一。 生命最初誕生于水中。水是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。水不僅是維持生命所不可缺少的，也是我們在生活中所不可或缺的物質(zhì)。但是，隨著人類經(jīng)濟(jì)活動加劇，工業(yè)生產(chǎn)，化工企業(yè)的發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)的繁榮，在消耗了大量能源的同時，將大量的工業(yè)廢水和城市生活污水不經(jīng)處理排入水中，水污染日益嚴(yán)重。水污染對水體周圍的環(huán)境和各種微生物等都存在非常大的危害。久而久之，也會威脅到人類的安全與健康。所以，我們必須要重視水環(huán)境污染。 題研究的背景及意義 傳統(tǒng)的環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測工作主要都是以人工現(xiàn)場采樣、實驗室儀器分析為 主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監(jiān)測存在不能及時反映污染變化狀況、采樣誤差大、監(jiān)測頻次低、監(jiān)測數(shù)據(jù)分散等缺陷，難以滿足人們有效的進(jìn)行水環(huán)境管理的需求。而實現(xiàn)了廢水質(zhì)量的在線監(jiān)測，只需經(jīng)過幾分鐘的數(shù)據(jù)采集，水源地的水質(zhì)信息就可發(fā)送到環(huán)境分析中心的服務(wù)器中。只要觀察到有某種污染物的濃度發(fā)生了異常的變化，環(huán)境監(jiān)管部門就可以立刻采取相應(yīng)的措施，取樣具體分析，可快速而準(zhǔn)確地獲得水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) 課題的主要工作及要求 本課題是以云服務(wù)為平臺，利用 擬機(jī)技術(shù)，設(shè)計一種集監(jiān)測、顯示與報警為一體的遠(yuǎn) 程實時監(jiān)測系統(tǒng)。其主要內(nèi)容有以下幾個方面。 （ 1）深入化工企業(yè)對工業(yè)廢水進(jìn)行研究，了解工業(yè)廢水主要的污染成分，選擇各類合適傳感器類型； （ 2）構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在化工企業(yè)廢水排放口以及相關(guān)區(qū)域布置無線傳感器節(jié)點，節(jié)點監(jiān)測數(shù)據(jù)通過設(shè)置在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的 塊，將監(jiān)測數(shù)據(jù)定時傳至云服務(wù)平臺，最后在上位機(jī)中實時顯示與監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫； （ 3）如果監(jiān)測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值時，上位機(jī)會發(fā)出報警并顯示廢水具體的排放情況。云服務(wù)器也會觸發(fā)報警機(jī)制，進(jìn)行簡單的報警，提醒第 2 頁 共 35 頁 管理人員及時查找和分析原因，從 而采取相應(yīng)控制措施。 2 總體方案設(shè)計 2 1 檢測原理 本課題采用了單片機(jī)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)和集成技術(shù)，對水環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測溫度、氧含量和 參數(shù)變化等信息，通過傳感器感測信號，通過數(shù)據(jù)打包發(fā)送到上位機(jī)，并在上位機(jī)監(jiān)測界面上顯示實時數(shù)據(jù)。 2 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)主要由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（負(fù)責(zé)采集節(jié)點周圍水域溫度、溶解氧濃度、 度等數(shù)據(jù)）、網(wǎng)絡(luò)云平臺和上位機(jī)監(jiān)測中心（對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合并直觀顯示數(shù)據(jù)）等幾部分組成。無線傳感器節(jié)點安裝在企業(yè)廢水排放池，對池中的廢水實 現(xiàn) 度、濁度、溶解氧進(jìn)行檢測，將得到的參數(shù)經(jīng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)云平臺，然后上位機(jī)調(diào)用網(wǎng)路云平臺數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、超限報警和控制，因此系統(tǒng)的設(shè)計較為簡單明了，化工企業(yè)廢水質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 圖 1 化工企業(yè)廢水質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要完成信息采集和數(shù)據(jù)傳遞的功能，節(jié)點在結(jié)構(gòu)上可分為五個模塊：電源模塊、控制報警模塊、數(shù)據(jù)采集模塊（傳感器數(shù)據(jù)采集）、云服務(wù)平 臺 . 無線傳感節(jié)點 1 無線傳感節(jié)點 2 無線傳感節(jié)點 N 位機(jī)監(jiān)測中心 第 3 頁 共 35 頁 數(shù)據(jù)處理模塊（單片機(jī)處理系統(tǒng)）和無線傳輸模 塊（ 本設(shè)計采用 片機(jī) 發(fā)板作為微處理器，傳感器分別采用 度傳感器、濁度傳感器、 感器、溶解氧傳感器檢測溫度、濁度 線傳輸模塊采用 線傳感器節(jié)點如圖 2所示。 圖 2 無線傳感器節(jié)點 2 4 采集模塊 度傳感器 具有抗干擾能力強(qiáng)、體積小、硬件開銷低、精度高、數(shù)字信號輸出等特點。 信時只要接一條口線就可以通信多個點的能力，不同于之前的分布式傳感器需要多點接口，應(yīng)用時不需要接外部的元件，可以直接用數(shù)據(jù)總線供電， 到 ，測量的溫度最低為 最高為 +125 。用 行溫度測量之前，必須要先完成 則記憶功能和控制功能就沒法使用。首先提供以下功能命令：讀 索 過 警檢查。 如果在之前已經(jīng)使 量到的數(shù)據(jù)存儲在中。存儲器能完整的確定一線端口的通訊，數(shù)據(jù)開始用寫寄存器的命令寫進(jìn)寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來獲取這些數(shù)字。當(dāng)確認(rèn)以后就可以用復(fù)制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除 。當(dāng)修改過寄存器中的數(shù)時，這個過程能確保數(shù)據(jù)的完整性。 高速寄存器 由 8個字節(jié)的存儲器組成。用讀寄存器的命令能讀出第九信模塊 數(shù)據(jù)采集模塊 塊 電源模塊 電路 線 控制模塊 報警模塊 數(shù)據(jù)處理 模塊 （ 溶解氧傳感器 溫 度傳感器 濁度傳感器 傳感器 第 4 頁 共 35 頁 個字節(jié)，這個字節(jié)可以對前面的八個字節(jié)進(jìn)行校驗。 所示。 圖 3 形結(jié)構(gòu)圖 度傳感器 檢測溶液渾濁度的傳感器如圖 4所示。 圖 4 度傳感器 該濁度傳感器輸出為模擬電壓輸出 0到 5V，工作電壓為 5V，工作電流為 50作時響應(yīng)時間小于 500傳感器輸出的是模擬信號，所以輸出端連接在 H 傳感器 檢測溶液 圖 5所示。 第 5 頁 共 35 頁 圖 5 該傳感器輸出方式為模擬電壓信號輸出 1695 3832作電流為 50測濃度范圍為 應(yīng)時間小于 5s，穩(wěn)定時間小于 60s。該傳感器輸出的是模擬信 號，所以輸出端連接在 解氧傳感器 檢測溶液溶解氧含量的傳感器，如圖 6 所示 圖 6 羅素 501解氧傳感器 該傳感器輸出的是模擬電壓信號，電極的電位為 24570極的參比電極內(nèi)阻小于 10 極的穩(wěn)定性為± 84h。該傳感器輸出的是模擬信號，所以輸出端連接在 發(fā)板 捷靈活的開源電子原型平臺，具有以下特點： 1、含有開放的源 代碼，程序開發(fā)可免費下載也可以根據(jù)紫的要求自己編寫或修改。 2、內(nèi)部含有低價格的 3、燒錄方式支持 以把新的 "固件 燒入到 了 后，可以通過串口或者串口轉(zhuǎn) 5、支持多種互動程序。 32儲器容量， 20小 源電壓最大 32個 6 頁 共 35 頁 2 23 個輸入 /輸出線數(shù)， 8個模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)， 20度， 32 所示。 圖 7 面 1、聲明變量及接口名稱（例如： 3;）。 2、 ：函數(shù)在程序開始時使用，可以初始化變量、接口模式、啟用庫等（例如： ）。 3、 ：在 函數(shù)之后，一個循環(huán)函數(shù)。 1、 義接口為輸入或輸出型 接口，在 函數(shù)里使用。 2、 位，把數(shù)字端口的值置高或者置低。 3、 出數(shù)字接口的值。 4、 一個接口寫入模擬值（ ）。對于 片的 括 ,該函數(shù)可以工作于 3,5,6,9,10和 11 號接口。老的 僅支持 9,10和 11號接口。 5、 取 一個模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值 6、 :延時函數(shù)， 000)為一秒。 7、 特率 )特率）。在同計算機(jī)通訊時，要是用相同的波特率才能通訊，在 函數(shù)里使用 8、 ：讀取持續(xù)輸入的數(shù)據(jù)。 第 7 頁 共 35 頁 9、 行口的數(shù)據(jù)輸出。 據(jù) )默認(rèn)為十進(jìn)制等于 據(jù)， 10、 行口的數(shù)據(jù)輸出，在輸出最后跟隨一個回車和一個換行符。這個函數(shù)所取得的值與 一樣。 線傳輸模塊 塊是一款高性能工業(yè)級的 發(fā)板）。 塊采用 司的工業(yè)級四頻（全球通用）用于全球各地區(qū) ,可以低功耗實現(xiàn)語音、短信、彩信、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。同時 具有全球衛(wèi)星定位 能，適用于各類 位導(dǎo)航 應(yīng)用。其性能穩(wěn)定，外觀精巧，性價比高。 用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，內(nèi)嵌 P 協(xié)議，可以低功耗實現(xiàn)語音、短信（ 數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。同時 具有全球衛(wèi)星定位 能，適用于各類 位導(dǎo)航應(yīng)用。 所示 ： (1)于設(shè)置移動臺類別。 (2)于設(shè)置 (3)于設(shè)置附著和分離 務(wù)。 (4)于設(shè)置 接模式。 (5)于設(shè)置本地端口號。 (6)于建立 (7)于發(fā)送數(shù)據(jù)。 (8)于查詢當(dāng)前連接狀態(tài)。 (10)于關(guān)閉移動場景。 第 8 頁 共 35 頁 圖 8 發(fā)板 體流程圖 第 9 頁 共 35 頁 圖 9 系統(tǒng)總體流程圖 系統(tǒng)總體流程圖如圖 9所示，本設(shè)計上 位機(jī)采用 點不斷地對檢測區(qū)的廢水參數(shù)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)經(jīng)過 理，從 云端發(fā)送，上位機(jī)設(shè)定檢測周期，等待到檢測時間就向云端獲取數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是否超過報警界面，如果超過界限，上位機(jī)就會返回報警和控制信號，并且上位機(jī)報警燈也會亮，節(jié)點接收到了控制信號就會立即采取控制措施，打開閥門等一系列動作。 點軟件設(shè)計 體設(shè)計流程 采集到的數(shù)據(jù)按照特定格式發(fā)送給無線傳輸模塊， 于接收狀態(tài)，等到 據(jù)傳 到 Y 開始 初始化 數(shù)據(jù)采集 節(jié)點數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)無線發(fā)送 上位機(jī)數(shù)據(jù)獲取 是否超過報警界？ 返回控制信號，界面報警 節(jié)點收到控制信號，執(zhí)行控制過程 N 第 10 頁 共 35 頁 向無線云平臺傳輸數(shù)據(jù)。 0所示。 圖 10 首先對 始化， 電即完成初始化，初始化完成后， 后處于等待傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)，直到所有傳感器檢測完成向控制板發(fā)來數(shù)據(jù)后，收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理標(biāo)定，然后向 送無線傳輸指令，同時不斷地對 行獲取信號請求，如果 檢測到有控制信號，就執(zhí)行控制和報警操作（電磁閥控制和報警燈點亮）。 字信號軟件設(shè)計 溫度傳感器輸出為數(shù)字信號，信號輸出連接在 初始化： N Y 開始 初始化 向溫度傳感器發(fā)送接收數(shù)據(jù)請求 等待各傳感器發(fā)送數(shù)據(jù) 對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 向 送發(fā)送指令 向 送獲取指令 等待 據(jù)返回 是否收到信號？ 報警燈閃，控制閥門燈亮的程度 第 11 頁 共 35 頁 (1) 把數(shù)據(jù)線拉高置 "1"； (2) 延時幾個 µs； (3) 數(shù)據(jù)線拉到低電平 "0"； (4) 延時 750µs(延時范圍為 480µs 至 960µs)； (5) 數(shù)據(jù)線拉高置 "1"； (6) 延時，等待 (如果初始化已經(jīng)成功，會在 15到 60µ據(jù)這個狀態(tài)可以來確定是否初 始化成功，但是不能無限的等待，否則程序會進(jìn)入死循環(huán)，應(yīng)該要進(jìn)行超時控制 )。 (7) 若 做個延時，延時的時間從第五步發(fā)出的高電平算起至少應(yīng)該要 480µs。 (8) 最后再次將數(shù)據(jù)線拉高 "1"后結(jié)束。 x=0; ; ); /約 90µs ; 0); /約 800µs ; 7); /約 370µs 讀操作： (1)將數(shù)據(jù)線拉高 "1"； (2)延時 2µs； (3)將數(shù)據(jù)線拉低 "0"； (4)延時 3µs； (5)將數(shù)據(jù)線拉高 "1"； (6)延時 5µs； 第 12 頁 共 35 頁 (7)讀取數(shù)據(jù)線上的狀態(tài) ,得到 1個狀態(tài)位，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； (8)延時 60µs。 個字節(jié)函數(shù) i=0; 0; i=8;i>0; 0; >= 1; 1; Q) = 0 5）； /約 54µs 寫操作： (1) 先將數(shù)據(jù)線置低電平 "0"； (2) 延時時間為 15µs； (3) 按從低到高的順序依次發(fā)送字節(jié) (每次只發(fā)送一個字節(jié) )； (4) 延時時間為 45µs； (5) 將數(shù)據(jù)線拉到高電平 "1"； (6) 重復(fù)以上操作一直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止； (7) 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 第 13 頁 共 35 頁 i = 0; i=8;i>0, ; DQ= ); /約 54µs ; =1; 擬信號軟件設(shè)計 濁度傳感器、 感器、溶解氧傳感器輸出信號都為模擬信號， 個模數(shù)轉(zhuǎn)換的 I/集數(shù)據(jù)時只需要把三種傳感器的數(shù)據(jù)端接到 子的 口，軟件設(shè)計時直接讀取 據(jù)進(jìn)行采集。 1、濁度傳感器的數(shù)據(jù)輸入及處理程序： 2、溶解氧傳感器的數(shù)據(jù)輸入及處理程序： ; 3、 H = 點程序 #第 14 頁 共 35 頁 #1 /腳配置 #2 /腳配置 #3 /腳配置 #4 /預(yù)留 #5 /預(yù)留 0); / 連接 腳 /* 網(wǎng)絡(luò)配置及發(fā)送指令 */ ""B"rn" ",","rn" "rn" ","rn" "","2000"rn" "",","80"rn" "rn" 76354/.1rrr; "":",":":" "":",":":" "":",":":" "":",":":" "rn" "rnrn":" /* 設(shè)置波特率、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)配置 */ 600); /設(shè)置波特率為 9600 00); /發(fā)送 第 15 頁 共 35 頁 00); /發(fā)送 00); /發(fā)送 00); /發(fā)送 00); /發(fā)送 00); /* 主循環(huán)程序 */ K; i; 0; 2; ; /定義溫度值 /* 向 */ ; / /); /寫入數(shù)據(jù) 000); ; /* 依次讀取溫度傳感器發(fā)來的八位數(shù)據(jù) */ 第 16 頁 共 35 頁 i = 0; i =10)89; 88; 第 17 頁 共 35 頁 * 00); 000); /輸出 K); /輸出溫度值 ,"); /輸出濁度值 ,"); /輸出溶解氧值 ,"); H); /輸出 "); 00); 00); /* 向 */ ; 0; rn"); 第 18 頁 共 35 頁 00); 013763/.1rn"); =rn"); rn"); rn"); rn"); ); /*在獲取到的數(shù)據(jù)中提取控制信號和報警信號 */ ) ); i=1; i>0) ); = ); if()if()i+; j= 0;j<j+) if(j="&& j+1=i && j+2=d && j+3=") j; ; 第 19 頁 共 35 頁 b= /* 執(zhí)行報警模塊 */ if(b=1) , /輸出高電平，報警 5， ; /輸出低電平 ,打開電磁閥 b); , /低電平，不報警 5， ; /高電平，關(guān)閉電磁閥 b); b"); " ; 絡(luò)云平臺 本設(shè)計采用的是中國移動物聯(lián)網(wǎng)開放平臺 為網(wǎng)絡(luò)云平臺，接收無線網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)。 中國移動物聯(lián)網(wǎng)開放平臺 于物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 和產(chǎn)業(yè)特點打造的開放平臺和 生態(tài)環(huán)境 ，能夠有效降低各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)和部署成本，滿足物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域設(shè)備連接、協(xié)議適配、數(shù)據(jù) 存儲 、數(shù)據(jù)安全、大數(shù)據(jù)分析等平臺級服務(wù)需求。 第 20 頁 共 35 頁 圖 11 中國移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺首頁 圖 12 中國移動互聯(lián)網(wǎng)開放平臺工程界面 要在該平臺上使用，就要接入 先要在 建設(shè)備等一系列準(zhǔn)備工作，然后要通過網(wǎng)絡(luò)和 務(wù)器建立 接，最后將數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議 (比如： 包上傳至 而實現(xiàn)設(shè)備終端接入。 注冊好用戶后，需要創(chuàng)建一個項目用來監(jiān)控你所需要上傳到云端的數(shù)據(jù)，并把它歸類于區(qū)分，在建好項目之后，要依次添加設(shè)備、添加 加觸發(fā)器。每個 每個數(shù)據(jù)流對應(yīng)單獨的一個采集參數(shù)（溫度、解氧和濁度），這樣一個基本的云平臺才算建立好了。 第 21 頁 共 35 頁 圖 13 云端項目基本信息 圖 14 云平臺 數(shù)據(jù)展示界面 位機(jī)軟件設(shè)計 上 位 機(jī) 調(diào) 試 采 用 的 是 司自行研制的一種第 22 頁 共 35 頁 強(qiáng)大的程序開發(fā)環(huán)境，其類似于 言開發(fā)環(huán)境一樣，有著可以完成大多數(shù)編程任務(wù)的函數(shù)庫，各類函數(shù)庫有這各種不一樣的功能。但是， 它的計算機(jī)語言基本上都是基于文本的語言產(chǎn)生的代碼，而 編寫程序，程序是以框圖的形式產(chǎn)生的，其開發(fā)環(huán)境集成了各種應(yīng)用所需要的工具，幫助使用者解決問題和不斷創(chuàng)新還能提高生產(chǎn)力。 言程序開發(fā)環(huán)境中 序由前面板和后面板組成，前面板主要有顯示控件，人機(jī)用戶操作界面和輸入控件等控件來構(gòu)成，是 序的交互式輸入和輸出端口，輸入控件是 后面板程序框圖提供數(shù)據(jù)的輸入裝置，顯示控件則是顯示后面板程序框圖或生成的數(shù)據(jù)的輸出裝置，后面板便是程序框圖，所有的數(shù)據(jù)源的處理都在程序框圖中傳送處理分析的，前面板的輸入控件和顯示控件都能在后面板中一個對象端點與之相對 應(yīng)，輸入控件對象的端點便是在 顯示控件對象的端點便是 序框圖中的數(shù)據(jù)流終點。每個控件端口之間的連線是其數(shù)據(jù)通道，數(shù)據(jù)都是單線流動的，也可以是從單一的數(shù)據(jù)源端口流向一個或多個接收目的端口，但是注意數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)類型是否與接收端接收的數(shù)據(jù)類型一樣，不一樣的數(shù)據(jù)類型不能使數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)流動。 位機(jī)流程圖 第 23 頁 共 35 頁 圖 15 上位機(jī)報警流程圖 位機(jī)主界面 圖 16主界面前面板 本 接字符串控件、當(dāng)前 建路徑N 開始 初始化 窗體事件 接收數(shù)據(jù) 發(fā)出控制信號 Y 上位機(jī)報警 是否超過警戒上下限？ 第 24 頁 共 35 頁 控件、打開 用節(jié)點控件、關(guān)閉引用控件等控件組合成的主界面。 圖 17主界面程序框圖 位機(jī)監(jiān)測界面 上位機(jī)監(jiān)測界面分為自動監(jiān)測界面和手動監(jiān)測界面，采用選項卡方式進(jìn)行切換。如圖 18所示 圖 18 自動檢測界面 自動 /手動界面切換選項卡和手動 /自動檢測切換的開關(guān)采用的是滑動開關(guān)控制的條件結(jié)構(gòu)，選項卡及切換開關(guān)程序框圖如圖 19所示。 第 25 頁 共 35 頁 圖 19 選項卡及切換開關(guān)程序框圖 數(shù)據(jù)采集采用 模塊程序框圖如圖 20所示，從左到右依次用打開 入 據(jù)控件、讀取 閉 配正則表達(dá)式控件等控件組合，根據(jù)我們云端數(shù)據(jù)的協(xié)議及地址 圖中與打開 接控件連接的“ 服務(wù)云端地址，“ 80”為遠(yuǎn)程端口，獲取云端數(shù)據(jù)點是通過 求在 攜帶參數(shù)的形式實現(xiàn)的。 本設(shè)計中 求代碼： 76354/.1 中“ 776354”是設(shè)備 是設(shè)備 余都是固定格式。 “ 2000000 ” 是 讀 取 的 字 節(jié) ， “ 3000 ” 指 的 是 超 時 毫 秒 ，“ d*-dd-ddsdd:dd:dd” 指的是匹配正則表達(dá)式控件的正則表達(dá)式 ，即獲取到的數(shù)據(jù)中與時間匹配的字符串。 第 26 頁 共 35 頁 圖 20 云端采集數(shù)據(jù)程序框圖 史數(shù)據(jù)的查詢 圖 21 歷史查詢界面 圖 22 歷史查詢程序框圖 此模塊采用了當(dāng)前 徑控件、創(chuàng)建路徑控件、讀取文本文件控件、關(guān)閉文件控件，以及一個 測得的四個參數(shù)數(shù)據(jù)采用比較方式輸出布爾量，若超過設(shè)置的閾值則輸出對應(yīng)參數(shù)的報警燈會亮，并且然后采用或門將所有的布爾量進(jìn)行或運算，然后將布爾量轉(zhuǎn)換為（ 0,1），從而控制是否響報警聲音。 第 27 頁 共 35 頁 圖 23 報警燈 圖 24 報警程序框圖 圖 25 報警聲音程序框圖 報警聲音用于數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值報警；報警聲音由 140015001600圖 25所示。 據(jù)輸出 第 28 頁 共 35 頁 圖 26 數(shù)據(jù)輸出 圖 27 數(shù)據(jù)輸出程序框圖 此模塊采用的控件較多：包括格式化寫入字符串控件、當(dāng)前路徑控件、創(chuàng)建路徑控件、創(chuàng)建文件控件、設(shè)置文件位置控件、寫入文本文件控件以及關(guān)閉文件控件等。在當(dāng)前路徑下，打開一個名為 已有文本文件，如文件不存在則創(chuàng)建一個名為 文本文件，系統(tǒng)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用格式化寫入字符串控件在 本文件的末尾寫入新的監(jiān)測數(shù)據(jù)字符串?dāng)?shù)據(jù)，即在保存原有的監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)自動寫入新的監(jiān)測數(shù)據(jù)，方便工作人員的查看及以后的查詢或打印。 4、傳感器參數(shù) 正常開啟節(jié)點，得到每個傳感器上傳上來的數(shù)值，需要對其進(jìn)行標(biāo)定。 度傳感器標(biāo)定 第 29 頁 共 35 頁 本設(shè)計采用的是 測過程中，我們配置了不同溫度的5 杯溶液，分別對應(yīng)的溫度為 26 度、 32 度、 36 度、 44 度、 56 度的液體，對 其分別進(jìn)行溫度檢測，得到的數(shù)據(jù)如下。 表 1 溫度數(shù)據(jù)表 測量數(shù)據(jù) 414 514 574 705 753 896 實際溫度（ ） 26 32 36 44 47 56 圖 28 溫度擬合曲線 根據(jù)上述的數(shù)據(jù)得出，溶解氧傳感器的標(biāo)定關(guān)系為 y= 解氧傳感器標(biāo)定 本設(shè)計采用 501 針型 電極是由指示電極鉑金絲和銀 氯化銀參比電極復(fù)合而成。我們分別在冷開水、自來水、空氣等不同的水環(huán)境中用溶解氧傳感器進(jìn)行測量，得到了如下數(shù)據(jù)。 表 2 溶解 氧數(shù)據(jù)表 不同水環(huán)境 測量數(shù)據(jù) 參考溶氧量 冷開水 878， 884， 923， 970 水、自來水、礦泉水等 1233,1300,1451,1464,1473,1481,1558 氣中 1747,1749,1792 別取三種水環(huán)境中得到數(shù)據(jù)的平均值，和參考溶解氧量的中間值作為標(biāo)定參數(shù)，得到的擬合曲線如圖 29。 第 30 頁 共 35 頁 圖 29 溶解氧擬合曲線 根據(jù)上述的數(shù)據(jù)得出，溶解氧傳感器的標(biāo)定關(guān)系為 y= H 傳感器標(biāo)定 本設(shè)計采用的是 3種 到 線性關(guān)系。 液用混合磷酸鹽配置， 三種溶液測量中得到如下數(shù)據(jù)。 表 3 測量數(shù)據(jù) 30 根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)得出， y= 度傳感器標(biāo)定 本設(shè)計采用 濁度傳感器，該傳感器 是利用光學(xué)原理，通過液體溶液第 31 頁 共 35 頁 中的透光率和散射率來綜合判斷濁度情況，由于濁度值是漸變量，通常在動態(tài)環(huán)境下檢測，傳感器采集的濁度值，需要外接控制進(jìn)行 算得到對應(yīng)環(huán)境下的濁度情況。 配置三種渾濁度不同的溶液，分別對其進(jìn)行檢測，得到下面數(shù)據(jù)： 表 4 濁度傳感器數(shù)據(jù)表 實際數(shù)據(jù)（ %） 量數(shù)據(jù) 31 濁度擬定曲線 根據(jù)上述的數(shù)據(jù)得出，濁度 傳感器的標(biāo)定關(guān)系為 y = 5、軟件調(diào)試 將節(jié)點接上電源， 上 ，正常啟動，搜索網(wǎng)絡(luò)，等一切都準(zhǔn)備就緒，正常傳輸數(shù)據(jù)時， 口顯示界面如圖 29 所示，云端顯示數(shù)據(jù)如圖 30所示，上位機(jī)顯示界面如圖 32所示。 第 32 頁 共 35 頁 圖 32 將 入代碼，然后點擊編譯按鍵，如果編譯沒有錯誤就把 擊上傳，等待上傳成功，程序以及成功的燒錄到單片機(jī)里。 圖 33 串口數(shù)據(jù)界面 第 33 頁 共 35 頁 圖 34 云端數(shù)據(jù)界面 監(jiān)控界面顯示的工業(yè)廢水四中指標(biāo)：溫度、溶解氧、 濁度，溫度顯示的單位為攝氏度，范圍為 15 溶解氧的范圍為 3 到 6， 范圍為 6到 8，濁度的范圍為 0