便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告

便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題的背景及意義水體環(huán)境質(zhì)量是一個(gè)涉及面廣、復(fù)雜多變的系統(tǒng)問(wèn)題。其中，總磷和總氮是水體富營(yíng)養(yǎng)化控制的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)分析方法對(duì)于監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)、采樣、制樣、分析等環(huán)節(jié)需要大量人力、物力和財(cái)力，且時(shí)間成本高且精度有限。因此，設(shè)計(jì)一種便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可以有效提高檢測(cè)效率和減輕檢測(cè)成本，滿足水體質(zhì)量監(jiān)測(cè)需求。二、文獻(xiàn)綜述總磷和總氮是評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)的主要參數(shù)。傳統(tǒng)的分析方法主要有分光光度法、紫外分光光度法和原子熒光法等，但這些方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在一定的限制。目前，自動(dòng)分析技術(shù)的應(yīng)用不斷豐富，基于自動(dòng)化的檢測(cè)系統(tǒng)逐漸得到應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研制出了各類總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中絕大多數(shù)是以儀器自動(dòng)分析為核心，但成本高、儀器大、操作復(fù)雜，不便于移動(dòng)檢測(cè)。普通人員難以操縱機(jī)器直接得到數(shù)據(jù)。而國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出車載式、隨身佩戴式檢測(cè)設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中滿足了便攜化檢測(cè)的需求。三、研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容通過(guò)梳理現(xiàn)有的總磷、總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合本次研究的目標(biāo)與需求，設(shè)計(jì)一個(gè)便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下：1.確認(rèn)檢測(cè)系統(tǒng)的目的和環(huán)境，研究總磷和總氮檢測(cè)原理；2.探究檢測(cè)系統(tǒng)中傳感器的選擇和運(yùn)用，以探索適合于本項(xiàng)目的傳感器；3.基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的讀取和處理，建立監(jiān)測(cè)模型；4.設(shè)計(jì)便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括主要硬件設(shè)備、軟件實(shí)現(xiàn)和人機(jī)交互界面；5.對(duì)研制的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，比較檢測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性、精度、操作簡(jiǎn)便性等參數(shù)，評(píng)估檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際檢測(cè)效果。四、研究方法本研究采用實(shí)驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的思路，開(kāi)發(fā)出便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。具體方法如下：1.對(duì)總磷和總氮的檢測(cè)原理做詳細(xì)的理論分析，理解各種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適合的技術(shù)；2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，以現(xiàn)場(chǎng)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品為對(duì)比，評(píng)估出新的系統(tǒng)和其他現(xiàn)有系統(tǒng)的檢測(cè)精度；3.采用模擬仿真的方式，用計(jì)算機(jī)模擬檢測(cè)過(guò)程中各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析；4.運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)，開(kāi)發(fā)適合研究?jī)?nèi)容的嵌入式程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理和實(shí)時(shí)顯示。五、進(jìn)度安排|時(shí)間|研究任務(wù)||----|----||第1-3個(gè)月|搜集文獻(xiàn)、學(xué)習(xí)相關(guān)理論和技術(shù)||第4-6個(gè)月|研究傳感器選擇和檢測(cè)原理||第7-9個(gè)月|基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的讀取和處理||第10-12個(gè)月|設(shè)計(jì)便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)||第13-15個(gè)月|進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證||第16個(gè)月|撰寫(xiě)論文并完成答辯|六、預(yù)期成果完成便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，取得相關(guān)技術(shù)成果，主要成果包括:1.設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)實(shí)用的便攜式總磷和總氮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)；2.針對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，提出一些解決方案