基于STM32的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)的設(shè)計

蔡劉根+虎號

摘 要：本文設(shè)計了一種一STM32單片機為核心控制板，GSM為傳輸數(shù)據(jù)平臺，各種傳感器組成的水質(zhì)檢測系統(tǒng)。由電阻、PH、溫度三個檢測模塊收集水樣信息，將水質(zhì)信息傳輸?shù)絊TM32單片機，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，從而實現(xiàn)對水質(zhì)的檢測。

關(guān)鍵詞：STM32單片機；GSM；水質(zhì)檢測

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

1 引言

目前，隨著國家經(jīng)濟的高速發(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，所以對水資源的保護意識越來越受到重視，最近幾年，保護水資源一直成為社會的熱點。據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全國近一半城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)。其中水質(zhì)檢測是水質(zhì)保護的重要指標(biāo)，但由于一些被檢測的人員環(huán)境保護意識淡薄及水質(zhì)檢測設(shè)備落后、非智能化，導(dǎo)致檢測儀器設(shè)備難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。而這個智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)能夠簡單快捷的檢測出水樣的一些簡單數(shù)據(jù)從而檢測水樣是否被污染，保證人們的飲水安全。

根據(jù)以上問題，我們設(shè)計一種智能的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其目的可以簡單、快捷的監(jiān)測出周圍河流、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)，如果檢測的水質(zhì)，其污染的達到一定的程度時，系統(tǒng)就會自動發(fā)報警，并將檢測的數(shù)據(jù)，通過短信實時的發(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，提高人們對水資源保護的意識，并通過實際行動，保護環(huán)境、保護水源，為了更好的提高人們生活。

2 基于STM32的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案

（1）項目是由STM32單片機開發(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)檢測傳感器。（2）通過各種傳感器來檢測水體的各種數(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上，單片機處理后會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GSM模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C上實現(xiàn)遠程監(jiān)控水體情況。

3 硬件設(shè)計電路

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

3.1 電源模塊電路

整個STM32開發(fā)板是用12V外接電源供電，然而單片機需要的是5V供電，傳感器需要的是3.3V供電，所以需要對電壓進行降壓處理，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的IO口上。而GSM模塊用于該系統(tǒng)的通信和手機控制，單片機將檢測到的信息通過該系統(tǒng)傳輸?shù)焦芾韱T。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始時首先初始化UART串口，外部中斷，初始化結(jié)束后進入循環(huán)。首先初始化GSM模塊，注冊成功后單片機開始對數(shù)據(jù)進行處理。然后單片機將采集的各個傳感器信息顯示在液晶顯示屏上。最后手機可以通過GSM模塊來獲取水質(zhì)信息并進行控制。

5 結(jié)論

此系統(tǒng)采用GSM技術(shù)來對水質(zhì)進行實時監(jiān)控，用戶可以通過手機信息了解當(dāng)前的水質(zhì)狀況，可以運用在很多領(lǐng)域，比如可以安裝在家庭中，讓用戶實時了解家中水質(zhì)情況，保證飲水安全。也可以安裝在水庫邊提醒民眾保護水資源，提供最新資料給水利局的人。如果本項目結(jié)項，可以先在全省小型水庫進行示范推廣，在各各個水庫安裝此系統(tǒng)，對水質(zhì)的PH，溫度進行監(jiān)控，廣大市民可以隨時去觀察，以便檢查此系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和持久性。

參考文獻：

[1]李青.基于STM32的智能水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研究和設(shè)計[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]田靈燕.廣州怡文科技推出智能集成水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)[J].中國水利，2009（11）.

[3]楊鐵樹.夏麗卿.唐山市陡河水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2009（06）.