主頁（http://www.130131.com）：基于ARM7的嵌入式建筑水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(2)

電源和復(fù)位電路
        遠端建筑水質(zhì)監(jiān)測儀的主要工作電壓有：3.3V、2.5V，其中2.5V為ARM芯片核的工作電壓，3.3V為ARM芯片UO口的供電。系統(tǒng)時鐘電路的穩(wěn)定性對系統(tǒng)的工作影響也是很大的。目前所有的微控制器均為時序電路，需要一個時鐘信號才能工作，大多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。基于以上原因，需要設(shè)計時鐘電路。

水質(zhì)監(jiān)測儀的軟件設(shè)計
        嵌入式系統(tǒng)的軟件是針對特定系統(tǒng)設(shè)計的，與硬件的關(guān)系較為密切。這是其與通用計算機軟件的主要區(qū)別。本系統(tǒng)的軟件包括了各種設(shè)備的驅(qū)動、系統(tǒng)初始化以及各個任務(wù)模塊的程序，內(nèi)容繁多，這里只介紹系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及其執(zhí)行流程。遠端水質(zhì)監(jiān)測儀的軟件流程如圖3所示。

        在線監(jiān)測軟件的設(shè)計過程中, 把數(shù)據(jù)顯示作為主程序，通過調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序和數(shù)據(jù)處理子程序?qū)崿F(xiàn)五項水質(zhì)常規(guī)參數(shù)的在線監(jiān)測功能。由于選用的五種水質(zhì)檢測傳感器的輸出電信號與所測量的化學(xué)、物理量具有良好的線性關(guān)系，為了使顯示數(shù)據(jù)與實際參數(shù)值相對應(yīng)，采用下列公式計算:P =S×D/255。式中:P-表示實際化學(xué)、物理量的顯示數(shù)據(jù)；D-數(shù)字濾波的結(jié)果；S-各項水質(zhì)參數(shù)的滿量程值。

實驗結(jié)果
        這個系統(tǒng)在實驗室條件下進行測試， pH值、溶解氧、濁度和溫度等水質(zhì)常規(guī)參數(shù)的檢測性能技術(shù)指標(biāo)滿足了國家環(huán)保使用的要求，標(biāo)準指標(biāo)如表1所示。系統(tǒng)經(jīng)過一段時間運行，工作性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸可靠。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測方法，對水質(zhì)參數(shù)的準確度指標(biāo)做出的監(jiān)測結(jié)果如表2所示。

        由表2的監(jiān)測結(jié)果，可以看出，所研制的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測儀對pH值、溫度、溶解氧、濁度等水質(zhì)參數(shù)的測量準確度均不超過表1的標(biāo)準準確度指標(biāo)的規(guī)定，因此該儀器的準確度技術(shù)指標(biāo)達到了設(shè)計的要求。

結(jié)語
        該水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測速度快、精度高、操作簡單可靠，有效的避免了人為誤差和外界的各種干擾因素的影響。相對于其它水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，基于ARM的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)省了硬件資源，采集精度高，實時處理能力強，同時監(jiān)測理論先進，給建筑環(huán)保部門提供了可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護工作的開展提供了有力的支持。該系統(tǒng)開發(fā)成本低，便于升級，因此可以在更多的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。（本文作者王汝琳、李嬌、赫森現(xiàn)任職于中國礦業(yè)大學(xué)，胡雯任職于泰豪科技股份有限公司）