基于嵌入式控制器的水质实时远程检测系统

       应用背景：
　　
　　水质监测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。对于水质的监测和治理关系到各行各业的生产和人民的生活。
　　
　　目前我国的水质检测仍然存在很多问题，一是各级水质监测中心 的采样能力不足，监测频率低，水质监测实验室的监测仪器设备老化，大型分析仪器配备不平衡。二是机动监测能力不足，移动水质分析监测实验室配备数量太少，现场监测能力低。三是自动水质监测站数量太少，缺乏自动测报能力，难以获得重点水功能区主要水质监测的实时数据。
　　
　　针对以上我国水质监测系统的问题，我们提出水质实时远程检测系统的解决方案。
　　
　　系统要求:
　　
　　1.水质监测站可以24小时无人值守的自动连续采集水质水量信息，控制中心可以远程控制监测站的采集动作，控制样本阀，标本阀和测量阀等开关阀门。
　　
　　2.监测站可以对多种水质水量参数进行分析包括PH值、DO、浊度、水温、电导、氨氮、TOC、COD等基本参数。
　　
　　3.监测站可以对采集的基本水质参数进行存储，然后分批分期通过网络上传到中心服务器，数据通信可以采用多种方式,以太网/GPRS/CDMA-1x/PSTN/ADSL。采用多种数据传输通道互为备用通道，确保数据按时准确上传
　　
　　4.监测中心接到数据后可以对数据进行自动的存档和数据处理
　　
　　5.监控中心通过编写相应的软件系统对数据进行分析，并实时显示数据和分析处理结果，并对判断发生的重大水质事件进行报警启动相应处理预案。
　　
　　
　　解决方案：
　　
　　系统主要由水质监测站和中心服务器组成。

　　
　　1.水质监测站

　　
　　水质监测站主要负责采集水样并通过各种水质监测仪器对水样的各种参数进行监测，包括PH值、DO、浊度、水温、电导、氨氮、TOC、COD等基本参数。并且对这些基本参数数据进行缓存。按照一定时间设定通过各种通讯方式上传到中心服务器。同时可以接受中心服务器的控制。
　　
　　监测站采用FLEX3500控制器作为控制器，来完成数据的采集和通讯控制功能，FLEX3500是一款先进的C编程控制器，带有模拟量输入，模拟量输出，数字量I/O，RS232，RS485，并且支持TCP/IP，可满足众多的数据采集系统、远程监控系统等，这一板卡的特点就是它的可定制性，用户可以根据自己的需要灵活的配置控制器的输入输出、存储器大小和通讯端口，这样既满足了应用的需要又大大节省了成本。而且他编程开发也非常的容易，大量的功能Dynamic C开发平台都提供了成熟的库函数。
　　
　　在和中心服务器的通讯方式上我们采用以太网作为主通讯通道，采用GPRS或者PSTN modem拨号作为备用通信通道，一旦主通讯通道发生故障不能上传数据时控制器可以通过拨号方式采用备用通讯通道上传数据，这样就可以保证数据能够及时准确地上传。
　　
　　在同参数采集设备的通讯上，Flex3500有5个RS232串口和2个RS485串口，并且有多路模拟量和数字量的I/O，用户可以灵活的配置采集设备的通讯来完成水质参数的采集。
　　
　　2.中心服务器
　　
　　中心服务器为配置较高的PC服务器，负责上传数据的存储和分析，并开设相应的服务，其他联网的客户机可以浏览监控各水质监测站的监测数据和工作状态。
　　
　　中心服务器的软件系统可以采用组态王或者其他组态软件来开发。

  

参考文献:

[1]. RS232 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.
[2]. RS485 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.
[3]. GPRS datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/GPRS_1594650.html.