毕业设计—溶氧传感器电路设计.

水质监测毕业设计1. 引言水质是人类生活和生产中至关重要的资源之一。

随着工业化和城市化的快速发展，水质问题日益突出，对人类健康和环境产生了严重影响。

因此，水质监测成为了保障水源安全和环境可持续发展的重要手段。

本毕业设计旨在设计和开发一套水质监测系统，以实现对水质的全面、准确、实时的监测与评估。

2. 研究目标本毕业设计的主要目标是设计和开发一套水质监测系统，具体包括以下几个方面：1. 实现对水质的多参数监测，包括水温、pH值、溶解氧、浊度等指标的测量。

2. 提供实时数据采集和传输功能，以便及时监测水质变化。

3. 开发数据分析和报警系统，能够自动分析水质数据并发出报警信号。

4. 设计用户友好的界面，方便用户查询和管理水质数据。

3. 系统设计与实现3.1 硬件设计本系统的硬件设计主要包括传感器模块、数据采集模块和通信模块。

1. 传感器模块：选择适用于水质监测的传感器，如温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器和浊度传感器。

2. 数据采集模块：使用单片机或嵌入式系统，通过模拟和数字接口与传感器进行数据采集。

3. 通信模块：采用无线通信技术，将采集到的数据传输到远程服务器。

3.2 软件设计本系统的软件设计主要包括数据采集与传输、数据分析与报警以及用户界面设计。

1. 数据采集与传输：编写相应的程序，实现对传感器数据的采集和传输，确保数据的准确性和实时性。

2. 数据分析与报警：开发数据分析算法，对采集到的水质数据进行分析，当数据异常时发出报警信号。

3. 用户界面设计：设计一个友好的用户界面，方便用户查询和管理水质数据，包括数据的展示、查询、导出等功能。

3.3 系统实现根据系统设计，进行硬件搭建和软件开发。

首先，搭建硬件平台，将传感器模块、数据采集模块和通信模块连接起来；然后，编写相应的软件程序，实现数据采集、传输、分析和报警功能；最后，设计用户界面，方便用户操作和管理水质数据。

4. 实验与结果分析为验证系统的可行性和有效性，进行一系列实验。

stm32水质检测毕业设计
针对STM32水质检测毕业设计，我们可以从多个方面来进行讨论。

首先，我们可以讨论设计的整体框架和功能模块，其次可以探讨硬件和软件的设计要点，最后可以谈论一些可能遇到的挑战和解决方案。

首先，针对整体框架和功能模块，我们可以考虑设计一个基于STM32的水质检测系统，该系统可以测量水中的PH值、溶解氧、浊度等指标。

在功能模块方面，可以包括传感器数据采集模块、数据处理模块、显示模块和数据存储模块等。

其次，针对硬件设计要点，我们可以选择适合的传感器来实现水质参数的检测，比如PH传感器、溶解氧传感器和浊度传感器等。

另外，需要设计合适的模拟电路和数字电路来处理传感器采集的数据，并将其传输给STM32进行处理。

在软件设计方面，需要编写嵌入式C语言程序，实现数据的采集、处理和显示，同时需要考虑低功耗和实时性等要求。

最后，可能遇到的挑战包括传感器数据的准确性和稳定性、噪声干扰的处理、低功耗设计以及系统的可靠性和稳定性等。

针对这
些挑战，可以采取一些解决方案，比如使用滤波算法处理传感器数据、优化系统架构设计以降低功耗、加入故障检测和容错机制等。

综上所述，针对STM32水质检测毕业设计，需要考虑整体框架和功能模块、硬件和软件设计要点，以及可能遇到的挑战和解决方案。

希望以上内容能够对你有所帮助。

立创eda 绘制溶氧传感器实例溶氧传感器是一种常用于测量液体中溶解氧浓度的设备。

它可以广泛应用于水质监测、水产养殖、饮水工程、环境监测等领域。

在本文中，我们将介绍如何使用立创EDA软件来绘制溶氧传感器的电路图和PCB布局设计。

首先，我们需要准备使用的器件清单。

溶氧传感器的基本构成包括传感器模块、放大电路、AD转换器和微控制器。

我们可以参考传感器模块的技术手册，选择合适的传感器型号，然后选择适配的放大电路、AD转换器和微控制器。

在立创EDA软件中，我们可以创建一个新的项目，并添加所需的器件库。

根据所选的传感器模块型号，我们可以在库中找到对应的元件符号和模型，并将其添加到电路图中。

然后，我们可以根据传感器模块的接口要求，添加适当的电源电路、信号调理电路和连接器等元件。

接下来，我们可以使用立创EDA提供的绘图工具和丰富的元件库，绘制连接器和按钮、电源线和接地线、信号线和电阻等元件。

我们可以通过拖拽和放置元件，以及调整连接线的位置和方向，来完成电路图的绘制。

在绘制过程中，我们可以根据需要添加电源滤波电路、隔离电路和保护电路等。

完成电路图设计后，我们可以进行仿真和优化。

立创EDA软件提供了强大的仿真功能，可以帮助我们验证和优化电路性能。

我们可以设置仿真参数，并运行仿真来检查电路的工作情况。

如果发现问题或需要进一步改进，我们可以调整电路参数，然后再次运行仿真，直到达到设计要求。

完成电路设计后，我们可以开始进行PCB布局设计。

首先，我们需要设置PCB参数，包括板子的尺寸、层数和材料等。

然后，我们可以将电路图转化为PCB布局，在布局过程中，我们可以根据元件的尺寸、位置和连接关系，调整元件的布局并设置元件间的间距。

在布局完成后，我们需要进行电路的布线。

通过调整连接线的路径和宽度，以及添加电源平面和地线平面等，我们可以优化布线效果，提高电路的稳定性和可靠性。

在布线过程中，我们还需要考虑信号线和电源线的阻抗匹配，以及信号线的屏蔽和隔离等。

毕业设计设计题目：传感器电路设计目录1. 引言 12. 溶解氧传感器简介 13.信号输入部分电路 4 3.1 电源滤波电路图 4 3.2 信号放大电路 5 3.2.1信号放大电路图 5 3.3 AD623放大器简介 6 3.3.1AD623放大器的特点 63.3.2AD623放大器的工作原理 64 单片机电路7 4.1 单片机电源电路图8 4.2 89LPC925芯片简介8 4.2.1 P89PLC925芯片主要功能8 4.2.2 P89PLC925的低功耗选择11 4.2.3 P89PLC925的极限参数114.2.4 P89PLC925芯片管脚图115.MiniICP下载线的电路连接136.PCB板的绘制137.程序流程148. 总结16 参考文献16传感器电路设计摘要：溶解氧数字化传感器是应用单片机控制的智能化传感器，它可以对液体中溶解氧的含量进行准确的测量。

本设计从总体上介绍了溶解氧数字化传感器的工作原理，着重介绍了电路元器件的选取以及输入信号的放大和P89LPC925芯片的工作原理，利用P89LPC925芯片实现对溶解氧浓度的准确测量。

关键词：溶解氧传感器；P89LPC925;AD623The design of the dissolved oxygen sensor(College of Physics and Electronic Engineering, Electrical Engineering and Its Automation,Class2 Grade2003, 0323110235)Abstract:Dissolved oxygen digital sensor is a king of intelligent sensor which use single-chipcomputer to control, it could measure the oxygen dissolved in liquid accurately. This designintroduces the work principle of dissolved oxygen digital sensor, it introduces the selection of the circuit components and amplification of input signals and the work principle of P89LPC925 chip,P89LPC925 chip using the dissolved oxygen concentration on the measurement accuracy.Key Words: dissolved oxygen sensor; P89LPC925; AD6231 引言氧是维持人类生命活动必不可少的物质，它与人类的生存息息相关。

水中溶氧量测试系统的设计作者：颜丽娜王长安周萍韦建德来源：《科技视界》2019年第04期【摘要】本文依据溶氧传感器DOB-300B的工作原理，以STC12C5410AD单片机为控制核心，设计了水质溶氧测试系统。

在此系统中，采用溶氧探头检测水质中的溶氧量，并将水中溶氧量相对应的电信号传送给单片机，以便单片机对接收到的溶氧信号进行采集及数据的处理。

此外，可通过按键对溶氧数值的上下限数值进行设定，若溶氧量的数值不在设定的数值范围内，可驱动蜂鸣器报警。

【关键词】溶氧量;溶氧探头;变送器;STC12C5410AD中图分类号： TP212.9 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）04-0060-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.04.023The design of dissolved oxygen content measuring system in waterYAN Li-na WANG Chang-an ZHOU Ping WEI Jian-de（College of Physics and electronic engineering， Hainan Normal University， Haikou Hainan 571158， China）【Abstract】According to the working principle of DOB-300B dissolved oxygen sensor，the dissolved oxygen content measuring system is designed with the single-chip micro-controllerSTC12C5410AD as the controlling core in this paper.In this system，the dissolved oxygen sensor is adopted to measure dissolved oxygen content.At the same time the corresponding electrical signal of sensor is transmitted to micro-controller in order that micro-controller can collect signal and convert electrical signal into dissolved oxygen content.In addition， the upper and lower limit value are adjusted by means of buttons. If the measuring data is not in the range of setting value，the micro-controller will drive the buzzer alarm.【Key words】Dissolved oxygen content; Dissolved oxygen sensor; Transmitter;STC12C5410AD0 引言近年来，伴随着工农业的发展及城市生活污水排放的增加，许多地方的水质日益恶化，水污染问题日益严重。

水质监测毕业设计一、绪论水是维持生命、支持人类社会发展的重要物质之一，而水质则是衡量水体健康状况的重要指标。

随着人类社会的不断发展和工业化进程的加速，水质受到了越来越多的污染和破坏，给人类生存和发展带来了严重的挑战。

对水质进行有效监测和控制显得尤为重要。

本毕业设计旨在设计一套完善的水质监测系统，以提高对水质的监测能力和水质监测数据的准确性。

二、水质监测系统的组成1. 传感器模块：包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器等，用于采集水质监测所需的各项指标数据。

2. 控制模块：采用单片机或嵌入式系统作为控制核心，接收传感器模块采集到的数据，并进行处理和分析。

3. 数据存储模块：将处理分析后的数据存储起来，便于后续的查询和分析。

4. 数据传输模块：通过有线或无线方式将监测数据传输至监测中心或数据中心，实现远程监测和管理。

5. 软件系统：设计相应的监测软件，用于数据处理、显示和分析，并提供用户友好的界面，方便使用和管理。

三、水质监测系统的工作原理1. 传感器模块采集水质各项指标数据，包括温度、pH值、溶解氧含量、浊度等。

2. 控制模块接收传感器模块采集到的数据，根据预设的阈值进行处理和分析，如超过阈值则报警。

3. 处理分析后的数据存储到数据存储模块中，供后续的查询和分析使用。

4. 数据传输模块将监测数据通过有线或无线方式传输至监测中心或数据中心，实现远程监测和管理。

5. 软件系统提供用户界面，用于数据处理、显示和分析，实现对水质监测数据的管理和控制。

四、水质监测系统的应用1. 市政管理：用于监测城市供水系统中水质情况，及时发现并解决水质问题。

2. 工业用水：用于监测工业生产过程中用水的水质状况，确保生产过程中水质的安全。

3. 环境保护：用于监测环境水体的水质情况，及时发现并修复受污染的水域。

4. 科研实验：用于科研实验室的水质监测，提供准确的实验数据支持。

五、水质监测系统的优势1. 实时性：可以实时、连续地监测水质指标，及时发现水质问题。

起亚智跑氧传感器的诊断与维修摘要：本文对起亚汽车智跑发动机控制系统中的氧传感器作了简介，并就起亚汽车智跑发动机中的氧传感器故障产生的原因及对汽车发动机的影响，提出了诊断、维护方法。

关键字：起亚智跑氧传感器诊断维修前言东风悦达起亚汽车有限公司系由东风汽车公司、江苏悦达投资股份有限公司、韩国起亚自动车株式会社共同组建的中外合资轿车制造企业。

主产品SOUL秀尔、Forte福瑞迪、赛拉图/赛拉图欧风、RIO锐欧、索兰托、凯尊、K2、狮跑、K5、智跑系列车型均引自韩国起亚，以先进技术精心打造，竞争力极强。

随着国内汽车消费市场的扩大以及人们用车理念的日益多元化，要更好地应对不断变化的市场，必须有更新、更全面的产品矩阵。

2007年12月8日，东风悦达起亚第二工厂正式投产。

新工厂总投资68亿人民币，建筑面积364,792平方米，员工逾3,100人，具备年产30万辆整车的产能规模。

随着第二工厂的投产，东风悦达起亚至2011年将具备年产43万辆的产能，成为一家大型现代化、综合性乘用车制造企业。

起亚汽车（中国）目前面向中国市场推出有：最新旗舰车型-尖端智能运动型豪华轿车CADENZA凯尊、09年战略车型都市SUV-全新索兰托 (NEW SORENTO)，实现更少油耗与排放、更强动力的柴油版全新索兰托，注重家庭和实用的全新都市多功能车-新佳乐（NEW CARENS），高档豪华型MPV-VQ，2010年上市的时尚轿跑速迈（SHUMA），起亚豪华旗舰型SUV-霸锐（BORREGO）。

1 氧传感器的组成及工作原理氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。

它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。

运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。

立创eda 绘制溶氧传感器实例溶氧传感器是一种能够检测环境中溶解氧浓度的仪器，广泛应用于水质监测、水产养殖、环境保护等领域。

在该应用中，设计和绘制溶氧传感器的电路是非常重要的一步。

本文将介绍使用立创EDA绘制溶氧传感器的实例。

首先，我们需要了解溶氧传感器的工作原理。

溶氧传感器一般采用电化学法进行测量，其中涉及到氧气在电极表面的还原和氧气的扩散过程。

来自环境的溶解氧会通过半透膜扩散到电极表面，与电极上的还原剂发生反应，产生电流。

通过测量这个电流的大小，我们可以获得溶氧的浓度。

在开始绘制电路之前，需要明确电路所需的元器件。

溶氧传感器电路的基本构成包括溶氧传感器模块、放大器、滤波器和微控制器。

其中溶氧传感器模块是最关键的部分。

下面，让我们使用立创EDA绘制一个简单的溶氧传感器电路。

首先，在立创EDA软件中创建一个新的项目。

在项目面板中，选择对应的电路设计工具，创建新的电路图。

然后，我们可以开始绘制电路。

第一步，我们将添加溶氧传感器模块。

在元器件库中搜索并添加合适的溶氧传感器模块元件。

根据实际选用的传感器模块型号可能会有所不同，我们在此以XX型号为例进行讲解。

第二步，连接传感器模块。

根据传感器模块的引脚定义，使用线连接相应的引脚。

一般来说，传感器模块需要连接到放大器的输入端。

第三步，我们需要添加一个放大器电路。

根据需求，选择合适的放大器芯片，并添加到电路图中。

根据放大器芯片的引脚定义，连接相应的引脚。

第四步，我们为电路添加一个滤波器电路。

滤波器可以去除传感器信号中的噪声，提高测量的准确性。

在电路图中选择合适的滤波器元件，并连接到放大器的输出端。

第五步，我们添加一个微控制器模块。

微控制器用于接收传感器的测量值，并进行处理和输出。

添加合适的微控制器元件，并连接到放大器的输出端。

完成了上述步骤后，我们还可以对电路进行优化和调整。

可以通过添加更多的滤波器和放大器来改善信号质量，并根据需要添加其他的功能。

绘制完成后，我们可以对电路进行仿真和验证，以确保电路的正常工作。

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)1.1 问题的引出 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 课题主要研究内容 (4)2 宽域型氧传感器结构和工作原理 (5)2.1 宽域氧传感器结构 (5)2.1.1 扩散室和参考室 (6)2.1.2 泵电池 (6)2.1.3 氧浓差电池 (6)2.1.4 加热部件 (7)2.2 基本工作原理 (7)2.2.1 概述........................... (7)2.2.2 当内燃机工作在稀燃状态 (8)2.2.3 当内燃机工作在富燃状态 (9)3 宽带型氧传感器控制器设计 (11)3.1 TMS320F28335DSP介绍 (11)3.2 UEGO传感器控制器概述 (13)3.2.1 温度控制部分 (14)3.2.2 泵电流控制部分 (15)3.2.3 空燃比测量部分 (16)3.3 UEGO控制器外围信号调理电路设计 (17)3.3.1 交流通道的设计 (17)3.3.2 直流通道的设计 (18)3.3.3 加热驱动电路的设计 (19)3.4 UEGO控制器外围电路设计 (20)3.4.1 电压产生电路的设计 (20)3.4.2 时钟电路的设计 (22)3.4.3 复位电路的设计 (23)4 全文总结 (24)谢辞 (26)参考文献 (27)UEGO传感器控制器设计摘要:传统氧传感器只能反馈混合气浓或稀，至于精确的空燃比却不能反馈，所以便有了宽域型线性氧传感器（UEGO）。

其输出信号可以精确的反馈混合气的空燃比，提高ECU的控制精度，最大限度的发挥三元催化器的作用，降低有害气体的排放。

本文研究的是基于TMS320F28335DSP的宽域型氧传感器控制器的硬件部分，它主要包括以下几个部分：泵电流控制部分、温度控制部分、传感器加热部分和泵电流测量部分，它在工作的过程中需要对电流和温度等量进行控制。

除此之外，还要设计DSP的复位电路、时钟电路以及电源电路，以满足控制的要求。

基于LPC1768的高精度溶解氧测量仪的设计殷建军;赵子仪;项祖丰;汤健彬【摘要】采用极谱式溶解氧电极,以LPC1768为核心处理器,设计了一种高精度溶解氧测量仪,详细介绍了溶解氧检测系统的组成、溶解氧测量仪的工作原理以及检测系统各模块电路和对应的功能模块软件的设计过程.分析了对溶解氧测量有影响的温度、压力和盐度三个参数并给出相关的修正公式,采用24位高精度A/D转换芯片ADS1255以及在软件上的根据修正公式进行多参数补偿,提高了测量精度.针对使用的环境,应用一套电源管理策略使该溶解氧测量仪能够节能、稳定地在海洋环境中工作.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2015(043)004【总页数】7页(P405-411)【关键词】极谱式;溶解氧;LPC1768;电源管理策略【作者】殷建军;赵子仪;项祖丰;汤健彬【作者单位】浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TP212在水质监测、海洋测量等众多领域溶解氧是一个重要的水质参数.目前国内常用的溶解氧分析仪型号有瑞士Orbisphere公司的365便携式检测分析仪和梅特勒-托利多公司的InTap595便携式溶解氧分析仪，其测量精度可以达到μg/L级，但价格过高，难以得到广泛使用，而国内自主研发的测量仪精度一般为mg/L[1]级，因此设计价格适中、测量精确的溶解氧传感器具有重要的意义.设计的溶解氧测量仪采用NXP公司的基于Cortex-M3内核的LPC1768作为处理器，采用24位A/D转换器，再加上软件的温度、压力和盐度的辅助多参数的补偿来提高测量精度.文中设计的溶解氧检测系统应用于复杂的长时间无人监管的海底环境，在这种的环境中，由于电源更换周期长，所以对系统电源的低功耗设计有要求.考虑到此种情况，在系统电源管理上提出一种策略，使得系统电源能更节能更稳定的应用在海底的环境中.设计的高精度溶解氧测量仪主要包括溶解氧传感器模块、温度传感器模块、压力传感器模块、盐度传感器模块、处理器模块、通信模块、电源管理模块等.系统结构图如图1所示.溶解氧传感器模块最重要的器件是极谱式溶解氧传感器，该传感器由电极、电解液和氧扩散膜组成.电极包括阴极和阳极，在阳极上加上适当的极化电压，氧化反应就会发生在阳极，阴极上会发生还原反应.阴极上会输出弱电流，并且电流大小同溶解氧的质量浓度成比例关系[2]，溶解氧质量浓度和电流的关系式[3]为式中：n为反应的得失电子数；F为法拉第常数；A为阴极的面积；D为溶解氧的扩散系数；c为溶解氧的质量浓度；l为扩散层的厚度.从关系式(1)中可以看出电流同溶解氧的质量浓度成正比.所以利用电流信号就可以测得溶解氧的质量浓度.整个反应过程为阳极：4Ag+4Cl-→4AgCl+4e-阴极：O2+2H2O+4e→4OH-2.1 温度对溶解氧的影响当温度不变时，溶解氧电极产生的扩散电流随着待测溶液中的氧分压增加而增加，但当温度升高时，溶液中的氧的溶解度将减小，而透氧膜的扩散系数却增加，阿仑尼乌斯定律说明了膜的扩散系数与溶解度的关系，因此在氧分压P不变的情况下，电极的输出电流I与温度T的关系[4]为式中i0和a为常数.因此，由式(2)可知：在氧分压P不变的情况下，溶解氧电极输出电流随着温度的升高而增大[4].2.2 盐度对溶解氧的影响氧在水中的溶解度随盐含量的增加而减少，一般情况，水中氯离子每增加100mg/L，水中溶解氧量减少0.01 mg/L左右[5]，式(1)中电流同溶解氧的关系式中没有考虑到这些，可以在软件中修正这一点.修正的公式[6]为式中：C为海水的饱和溶解氧的值，mg/L；Cs为纯水的饱和溶解氧的值，mg/L；n为海水盐度值，g/L；ΔCs为1 g/L含盐量造成的溶解氧降低值，mg/L.不同温度下Cs和ΔCs的值可通过查表得到.2.3 大气压对溶解氧的影响气液平衡时，溶液中的氧分压与空气中的氧分压相同[7].大气压变化时，液体中溶氧含量也有相应的变化，影响电极输出.软件上也要对此进行修正，修正的公式[6]为式中：Cn为大气压为P时的溶解氧的值；C为101.325 kPa时的溶解氧的值；P为大气压，kPa.综上可知：温度、盐度和大气压的补偿能够提高溶解氧的测量精度.3.1 处理器模块处理器采用的是NXP公司的LPC1768的ARM芯片.LPC1700系列Cortex-M3微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用，其工作主频可以到达100 MHz.LPC1700系列微控制器的外设组件包含高达512 kB的flash存储器，64 kB的数据存储器，8通道的12位ADC以及常见的IIC、CAN和SPI等总线接口，带有独立电池供电的超低功耗RTC，多达70个的通用IO管脚.LPC1768具有四种低功耗模式：睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电.LPC1768集成度高，从而简化了电路的设计和电路板的布线，因此性价比极高.3.2 温度传感器模块温度传感器模块采用的最主要的器件是Pt100.Pt100温度传感器由于具有精度高、稳定性好、可靠性强等特点，被广泛应用于自动化测量和各种实验仪器仪表领域中[8].常用的Pt100电阻接法有两线制、三线制和四线制，两线制测量精度差，四线制测量精度高但是需要的导线多，成本高.相对而言，三线制测量将导线电阻分别加在了平衡电桥的两侧，这使得导线电阻对电桥测量的误差得以消除[9]，所以测量精度较好.如图2所示，我们这里采用的是三线制桥式测温电路.电路中的参考电压是5 V电源分压后由TL431和VR2配合调节所得，测量电桥的桥臂分别由电阻R18、R19、电位器VR3和PT100组成，为了计算方便，R18和R19取相同的的电阻值，调节电位器的阻值使得该桥臂的阻值为100 Ω，电桥平衡时没有信号输出，温度变化时PT100阻值发生变化，电桥平衡状态被打破，电桥输出的两条线路中会有电势差，这个信号经过后续的低功耗的AD8226适当地放大后就进行可以将信号输入给处理器LPC1768，利用其自带的12位的ADC进行A/D转换.3.3 压力传感器模块压力传感器模块使用的主要器件是压力传感器，由于传感器采用的是电桥平衡式原理，这里可以使用温度传感器模块电路中的产生的参考电压，后续电路可以同样使用AD8226进行适当的放大，然后输入给处理器LPC1768，同样利用处理器自带的ADC进行转换，如图3所示.3.4 盐度传感器模块盐度的测量与压力类似，盐度传感器模块使用的主要器件是盐度传感器，由于传感器已经集成好调理电路，这里设计就只需提供接口即可.接口使用RS-232标准串行接口，进行异步通信[10].盐度传感器模块使用MAX3232电平转换芯片和9针串口接口，根据9针串口的定义，接收数据线RXD，发送数据先TXD和地线GND就可以完成最基本的串口通信功能[11].这样数据可以传到处理器LPC1768来进行处理.3.5 溶解氧传感器模块溶解氧传感器模块中采用了极谱型的溶解氧传感器，溶解氧传感器需要在0.68 V的极化电压下工作，于是就使用了稳压元件LM385Z-1.2和电位器进行分压以得到0.68 V的极化电压.由于传感器电极在工作的过程中不断发生电化学反应，所以其阻抗是会发生变化的，为了防止这种变化给前级电源的输出电压造成影响，于是在电源后级后面加了个电压跟随器用作缓冲器.利用电压跟随器输入阻抗高，输出阻抗小的特性起到隔离作用[3]，电路图如图4所示.当溶解氧传感器阳极输入0.68 V的极化电压，阴极就会输出nA级的弱电流，所以必须把电流信号转化为电压信号并进行适当的放大以适合A/D转换的要求.溶解氧传感器输出的DO+信号首先经过第一级由运算放大器OP37组成的电流转电压电路，然后经过低功耗运算放大器AD620的第二级放大，电路图如图5所示.由于溶解氧参数是最重要的参数，溶解氧参数的精度直接影响到整个系统的测量精度，我们使用了24位极低噪声的A/D转换芯片ADS1255，ADS1255是德州仪器推出的一款低噪声高分辨率、基于△—∑技术的高性能ADC，它的主要特点：24位无数据丢失；最大非线性度为±0.001 0%；高达23位的无噪声精度；最高数据采样率为30 kSPS.该型号ADC的有效位跟数据采样率和其他可编程参数相关，参考ADS1255的数据手册，ADS1255的有效位为16.5位时，参考电压为2.5 V时，可算得分辨率可以达到10-4.ADS1255采用SPI接口与处理器LPC1768连接，需要外接参考电压.SPI总线规范化和标准化程度高，使用该总线接口可简化电路设计，节省I/O口，提高系统设计的可靠性[12].3.6 通信模块通信模块采用工业标准的RS-485串行总线接口，该总线采用平衡发送和差分接收的方式，抗干扰能力强，传输距离远，通信速率高，被大多数工业仪表作为与其他装置的主要通信方式[13].由于该通信接口的重要性，接口电路的附加保护措施也是必须考虑的环节，为了提高系统工作的可靠性，保护RS-485总线的电路加上的TVS管D6、D7和D8，这样可以使得RS-485总线的元器件免受各种浪涌脉冲的损坏.通信模块电路如图6所示.3.7 电源管理模块电源管理模块的设计主要的出发点在于可靠性和节能.系统采用锂电池作为电源供电，供电电压为12 V.由于电池的容量有限再加上更换电池的时间间隔较长，所以需要采取节能设计.为了实现节能设计，采用的是只有处于工作状态的元器件才上电的策略.处理器LPC1768和RS-485的通信接口要一直上电，可以让处理器在平时空闲时工作在掉电模式，一旦接收到RS-485的唤醒信号就可以从掉电模式切换到工作状态，这样可以使得系统功耗更低.第一部分是给处理器LPC1768供电的模块，如图7所示，供电方法是由供电电源处的12 V经过LM2575-3.3芯片以及电容的耦合和滤波提供3.3 V的电源.第二部分的供电模块主要是给各个传感器模块供电的电源控制电路模块，如图8所示.电源控制电路主要由1只NPN三极管和LM2575-05的开关稳压器组成.电路的控制端连接处理器LPC1768的IO口，电源输入端连接12 V供电电源，电源输出端连接到各传感器模块的电源.通过控制处理器LPC1768的IO口的电平状态，可以使得三极管Q1工作在导通和截止的不同状态.当控制端输出低电平的时候，NPN三极管截止，开关稳压器5引脚开关端此时是高电平，即开关稳压器处于关闭状态，电源输出端无输出；当控制端输出高电平时，NPN三极管导通，开关稳压器5引脚开关端此时是低电平，即开关稳压器处于工作状态，后续电路得到5 V 的稳压电源.第三部分是对锂电池的电压进行监控的模块，如图9所示.将电阻分压得到的电压同电池电压经过电路转换得到的2.5 V基准电压输入比较器，然后再将结果输出到处理器LPC1768.电池刚开始使用时，电阻分压得到的电压会高于2.5 V，比较器会输出低电平，三极管Q3截止，输入到LPC1768的将会是高电平，当电池长时间使用导致电压下降后，电阻的分压也会随之下降，当电阻分压低于2.5 V后，比较器输出高电平，三极管Q3导通，输入到LPC1768的就变成低电平，可以通过RS-485通信接口远程监控锂电池电压的状态以提高系统的可靠性.软件设计使用C语言，平台为Keil MDK，可以使用程序设计中模块化的思想将各传感器模块的功能写成子函数模块，主函数中调用相应的模块系统就可以得到想要的功能.软件设计主要包括设备上电后系统初始化，处理器的模式选择，温度信号的采集与计算，压力信号的采集与计算，盐度信号的采集与计算，溶解氧信号的采集与分析，溶解氧信号的补偿和串口通信等等.主程序流程图如图10所示.为了保证各个测量参数的精度，各个参数都需要进行标定以减少系统的误差.各测量参数的程序流程类似，区别就在于溶解氧的测量使用的是外部的A/D转换器而其他参数使用的是LPC1768自带的A/D转换器，所以溶解氧测量模块需要ADS1255的驱动程序.标定程序的流程图和ADS1255驱动程序流程图如图11，12所示.分别使用专业机构经过校准的溶解氧的标准测量仪器和文中设计的测量仪测量了相同环境中纯水中一系列温度下的溶解氧的质量浓度，通过加热方法改变水的温度，对比的实验数据如表1所示.从表1中的数据可知：设计的溶解氧测量仪与标准溶解氧测量仪器测量的数据误差在±0.1 mg/L之内，设计的溶解氧测量仪的最大量程为20 mg/L，相对误差为1%，具有较好的测量精度.介绍了溶解氧测量仪的系统结构组成和工作原理，分析了各功能模块的硬件电路以及相关软件的设计过程，提出了一种电源管理的策略，使得整个系统功耗更低，在海底工作周期更长，可靠性和稳定性更好.硬件上采用了24位ADC，提高了A/D 转换的分辨率；分析了对溶解氧产生影响的几个主要因素，在软件上对溶解氧进行了温度、大气压和盐度的补偿，试验测量结果表明测量的相对误差为1%，有较好的测量精度，在实际使用中具有一定的使用价值.【相关文献】[1] 朱亚明，丁为民．一种在线检测溶解氧的方法[J]．电子测量技术，2009，32(7)：122-124.[2] 郑贵林，徐沾伟．一种新型高精度溶解氧传感器的设计[J]．传感器与微系统，2012，31(2):112-114.[3] 王玉田，刘蕊，候培国．一种新型溶解氧浓度测量仪的设计[J]．仪表技术与传感器，2003(9)：18-19.[4] 张广辉，邵惠鹤．溶氧传感器的温度特性研究及其补偿[J]．传感技术学报，2006，19(2)：323-327.[5] 解敏丽，周成．覆膜电极溶解氧测定仪示值的检定及影响因素[J]．传感技术学报，2006，19(2)：323-327.[6] 吕斌，雷卓，刘杰，等．基于PIC18F2520的极谱式溶解氧传感器设计[J]．山东科学，2012，25(4)：73-77.[7] 张国城．溶解氧测定仪温度补偿原理及其检定方法[J]．中国计量，2008，11：86-88.[8] 刘海成．AVR单片机原理及测控工程应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2008.[9] 王颖，党瑞荣．一种基于PIC16F877的温度显示报警装置的设计与实现[J]．计量与测试技术，2009，36(11):59-61.[10] 谢碧锋，张聚．基于GPRS网络的家庭放到控制系统的设计[J]．浙江工业大学学报，2011，39(2):181-186.[11] 杨光利，张聚，杨光芒．基于ARM的智能网管模块设计[J]．浙江工业大学学报，2010，38(1):54-57.[12] 谭先俊，金燕．I/OPort软件模拟三线SPI通信时序[J]．浙江工业大学学报，2011，39(5):571-573.[13] 雷杰，朱骥，马学宗．智能溶解氧传感器的设计与开发[J]．仪器仪表与分析监测，2007(2)：28-30.。

智能水质监测设备的设计与实现毕业设计智能水质监测设备的设计与实现一、引言水是生命之源，保障水质安全对人类的生产和生活至关重要。

然而，随着工业的发展和城市的扩张，水污染日益严重，传统的水质监测手段已经无法满足需求。

因此，设计一种智能水质监测设备成为当前的热门课题。

本文旨在通过系统的分析和设计，实现一种高效准确的智能水质监测设备。

二、设计思路为了实现智能水质监测设备的设计与实现，我们将采用以下设计思路：1. 传感器选择在智能水质监测设备的设计过程中，传感器的选择至关重要。

我们将选择高精度、高灵敏度的传感器，如PH值传感器、浊度传感器、溶解氧传感器等，以实现对水质各项指标的准确监测。

2. 数据采集与处理传感器采集到的原始数据需要经过处理才能得到有用的信息。

我们将使用微控制器作为主控芯片，通过编程实现数据的采集、处理和存储。

同时，还可以将数据通过无线通信技术上传到云端，实现远程监测。

3. 用户界面设计智能水质监测设备需要提供友好的用户界面，方便用户对水质数据进行查看和分析。

我们将设计一个简洁直观的界面，显示水质各项指标的实时数值，并提供数据曲线图和报表分析等功能，以满足用户的需求。

4. 报警与反馈机制当监测到水质异常情况时，智能水质监测设备应能及时报警并反馈给用户。

我们将设置合理的阈值，一旦水质指标超过设定范围，系统将自动触发报警程序，并通过手机短信或APP通知用户，确保用户对水质问题的快速响应。

三、设备实现基于以上设计思路，我们进行了智能水质监测设备的具体实现：1. 硬件设计我们选择了高精度的PH值传感器、浊度传感器和溶解氧传感器，并将其与微控制器连接。

通过合理的电路设计和传感器校准，确保传感器采集到的数据准确可靠。

2. 软件设计我们采用C语言对微控制器进行编程，实现数据的采集、处理和存储功能。

通过传感器不断采集的数据，我们可以实时计算出水质的各项指标，并将其显示在用户界面上。

同时，设置合理的报警阈值，并通过无线通信技术发送报警信息给用户。

毕业设计智能水质监测器设计智能水质监测器是一种能够实时监测和分析水质状况的设备。

本文档介绍了设计一种智能水质监测器的毕业设计方案。

设计背景和目的随着环境污染日益严重，水质监测变得至关重要。

智能水质监测器的设计旨在提供一种方便、快速、准确地监测水质的方法。

设计要求- 实时监测水质指标，如pH值、溶解氧、浊度等；- 提供准确的水质数据，并具备数据存储和分析功能；- 具备简单易用的操作界面和智能化的控制功能；- 低功耗设计，长时间使用；- 小巧便携，便于携带和部署。

设计方案1. 硬件设计：- 选择合适的传感器模块，如pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器等；- 使用微控制器作为中心控制单元，如Arduino或Raspberry Pi；- 设计适配电路和供电系统，以满足低功耗要求；- 配备数据存储模块，如存储卡或云存储设备；- 设计外壳和包装，使其具备便携性。

2. 软件设计：- 开发用户友好的操作界面，以方便使用者操作；- 编写数据采集、存储和分析的程序；- 实现数据的实时显示和报警功能；- 采用智能算法对数据进行分析和预测；- 集成无线通信模块，以便与其他设备进行数据传输。

项目进展计划1. 需求分析和方案设计：预计完成时间 - 1周；2. 硬件和软件开发：预计完成时间 - 4周；3. 测试和优化：预计完成时间 - 1周；4. 毕业设计报告撰写：预计完成时间 - 2周。

预期成果完成毕业设计智能水质监测器的设计与实现，并撰写完整的毕业设计报告。

通过该设计，能够实时监测水质，并提供准确的数据和智能化的分析服务，为环境保护和水质监测工作提供有力支持。

以上是关于毕业设计智能水质监测器设计的内容，感谢阅读。

简易水溶解氧测量仪硬件设计1 系统设计为保证数据采集的准确性，须通过多个传感器来采样数据得到水中溶氧量值，本设计采用三个型号相同的传感器进行溶解氧含量的采集，三个传感器应分别放于入水口、增氧机旁和靠近喂食出，然后通过多路开关CD4051选择不同的传感器每十分钟轮流采集10个数据，先由放大器进行信号放大再由A/D转换送入处理器AT89S52单片机，由单片机算出平均值给出控制信号并显示氧含量的值。

三相电动机带动气泵，控制养鱼池的曝气过程，用以补充水中的溶解氧。

其中的电机控制电路，采用继电器控制；为了防止单片机产生死机，采用单片机自带 “看门狗”电路，万一程序运行失控，可以自动恢复正常运行[7][8]。

总体设计框图见如图所示。

AT89S52系统设计结构框图其中：1．单片机采用ATMEL公司的AT89S52， AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

2．溶氧传感器采用深圳航景科技有限公司的oxyMax W COS 41覆膜式电流传感器，传感器与电缆采用TOP 68插装头连接，维护简单，传感器和过程监测及变送起对测量误差提供最优化的保护 [10][11]。

2 功能模块选用芯片如表所示。

系统清单表序号 部件名称 型号 数量（套）1 溶氧量传感器 oxyMax W COS 41 32 模拟开关 CD4051 13 A/D转换 TLC549 14 单片机 A T89S52 15 上拉电阻 A512J 16 数码管驱动 HD74LS04P 17 四段数码管 LG3641BH 18 数码管分压电阻 500Ω 29 复位电路电阻 200Ω 110 复位电路电阻 1KΩ 111 LED灯 红、黄 212 继电器 JQC-3F(T73) 113 三极管 NPN 214 喇叭 115 电解电容 22uF 116 电容 22P 217 开关 118 晶振 C11.0592 119 插针 10针 1全局原理图如下图所示。