基于ARM7的嵌入式建筑水质监测系统的研究与设计(2)

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电源和复位电路
        远端建筑水质监测仪的主要工作电压有：3.3V、2.5V，其中2.5V为ARM芯片核的工作电压，3.3V为ARM芯片UO口的供电。系统时钟电路的稳定性对系统的工作影响也是很大的。目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。基于以上原因，需要设计时钟电路。

水质监测仪的软件设计
        嵌入式系统的软件是针对特定系统设计的，与硬件的关系较为密切。这是其与通用计算机软件的主要区别。本系统的软件包括了各种设备的驱动、系统初始化以及各个任务模块的程序，内容繁多，这里只介绍系统的软件结构及其执行流程。远端水质监测仪的软件流程如图3所示。

        在线监测软件的设计过程中, 把数据显示作为主程序，通过调用A/D转换子程序和数据处理子程序实现五项水质常规参数的在线监测功能。由于选用的五种水质检测传感器的输出电信号与所测量的化学、物理量具有良好的线性关系，为了使显示数据与实际参数值相对应，采用下列公式计算:P =S×D/255。式中:P-表示实际化学、物理量的显示数据；D-数字滤波的结果；S-各项水质参数的满量程值。

实验结果
        这个系统在实验室条件下进行测试， pH值、溶解氧、浊度和温度等水质常规参数的检测性能技术指标满足了国家环保使用的要求，标准指标如表1所示。系统经过一段时间运行，工作性能稳定，数据传输可靠。根据水质监测方法，对水质参数的准确度指标做出的监测结果如表2所示。

        由表2的监测结果，可以看出，所研制的水质参数监测仪对pH值、温度、溶解氧、浊度等水质参数的测量准确度均不超过表1的标准准确度指标的规定，因此该仪器的准确度技术指标达到了设计的要求。

结语
        该水质监测系统监测速度快、精度高、操作简单可靠，有效的避免了人为误差和外界的各种干扰因素的影响。相对于其它水质监测系统的应用，基于ARM的水质监测系统节省了硬件资源，采集精度高，实时处理能力强，同时监测理论先进，给建筑环保部门提供了可靠的监测数据，为环境保护工作的开展提供了有力的支持。该系统开发成本低，便于升级，因此可以在更多的水质监测系统中得到更广泛的应用。（本文作者王汝琳、李娇、赫森现任职于中国矿业大学，胡雯任职于泰豪科技股份有限公司）