基于AIoT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

第1章緒論1.1研究目的及意義隨著科技的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染問題日益嚴(yán)重，生活用水安全問題也受到了廣泛關(guān)注。人們已經(jīng)不再僅僅滿足于普通的溫飽，而是希望可以過上更加舒適、安全、智能的生活。而生活用水與人們的身體健康息息相關(guān)，因此深受人們的關(guān)注，人們希望對自己常用的生活用水的水質(zhì)有所了解，這就需要有一套智能的水質(zhì)檢測系統(tǒng)來滿足人們對智能化生活和安全的追求。如果生活用水受到污染，將會對人們的生活造成巨大的不便，也會危害人們的身體健康，因此加強(qiáng)對生活用水的水質(zhì)檢測具有非常重要的現(xiàn)實意義。水質(zhì)信息具有較強(qiáng)的時效性，水污染的發(fā)生也具有偶然性和突發(fā)性等特點，同時人工檢測對人力的浪費也是極其大的。本課題是基于AIOT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，可以滿足水質(zhì)信息時效性的同時為人們提供便利和優(yōu)質(zhì)的水源。綜述水體從寡營養(yǎng)狀態(tài)逐漸演變成富營養(yǎng)狀態(tài)的過程，分析水體富營養(yǎng)化成因和危害，進(jìn)而對水體富營養(yǎng)的概念進(jìn)行拓展，并結(jié)合全球范圍的最新實例數(shù)據(jù)闡明水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀，針對目前常規(guī)性的水體富營養(yǎng)治理方案，強(qiáng)調(diào)植物生態(tài)修復(fù)的優(yōu)勢，尤其引入水生鄉(xiāng)土木本植物進(jìn)行綜合治理的必要性。伴隨著通訊技術(shù)、aiot技術(shù)的迅速發(fā)展，基于傳感器捕獲監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)警模型實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警水體富營養(yǎng)化機(jī)理的方法已成為可能。課題研究的內(nèi)容為基于AIoT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。實現(xiàn)的功能如1.zigbee通信，電腦端上位機(jī)2.上位機(jī)：1）接收下位機(jī)數(shù)據(jù)，并顯示；2)設(shè)定閾值：渾濁度、PH上下限、N元素含量3)接收到下位機(jī)發(fā)來的警告，彈窗示警；3.下位機(jī)：1）系統(tǒng)可實時監(jiān)測水體的渾濁度狀況，顯示，并發(fā)送上位機(jī)；2）系統(tǒng)可實時監(jiān)測水體的PH值狀況，顯示，并發(fā)送上位機(jī)；3）系統(tǒng)可實時監(jiān)測水體的N元素含量狀況，顯示，并發(fā)送上位機(jī)；4)系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；5)系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；6)系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；7)系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對水資源方面國際上的研究人員在這領(lǐng)域?qū)夹g(shù)不斷去探索創(chuàng)新。在2022年，國內(nèi)的研究人員譚華等人在《基于LabView監(jiān)控的遠(yuǎn)程無線多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計》[7]中針對日益嚴(yán)重的水資源污染問題和人們對水資源進(jìn)行有效監(jiān)測的現(xiàn)實需求，他們設(shè)計了一個基于STM32嵌入式技術(shù)、LoRa技術(shù)和LabView虛擬儀器技術(shù)于一體的遠(yuǎn)程無線多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)能對包括PH值、COD值、ORP值、渾濁度值、氨氮值和溶解氧值在內(nèi)的六項水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)測，系統(tǒng)由下位機(jī)和上位機(jī)兩部分組成，其中下位機(jī)由傳感器采集模塊、STM32主控模塊和LoRa無線數(shù)傳模塊組成，而上位機(jī)由LoRa無線串口模塊和LabView虛擬儀器監(jiān)控界面組成，能對水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行實時數(shù)值和波形顯示、同時具有數(shù)據(jù)存儲、閾值設(shè)定和報警功能，給用戶帶來非常直觀的水質(zhì)監(jiān)測畫面。經(jīng)過測試表明，該系統(tǒng)具有采集效率高、靈活便捷、傳輸實時和遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點，具有較高的實用價值。在2022年三月初，孟莉莉等人的團(tuán)隊在《基于NB-IoT和數(shù)據(jù)融合的分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計》中針對各分散式水質(zhì)監(jiān)測點，通過對關(guān)鍵技術(shù)的梳理分析，設(shè)計了一種基于NB-IoT的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)分布式水環(huán)境的實時監(jiān)測、遠(yuǎn)程設(shè)備管理與智能控制、故障報警和水環(huán)境維護(hù)功能。同時，為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和減少網(wǎng)絡(luò)流量，采用融合算法對采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行去除誤差和數(shù)據(jù)融合，提高了系統(tǒng)的測量精度和實時性，能夠較好地滿足分布式水質(zhì)監(jiān)測的要求。在2022年七月初，周晶等人在《基于水下移動平臺的多傳感器水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)研制》[11]中為了滿足多種水環(huán)境的大范圍、長期監(jiān)測需求，高效獲取并存儲動態(tài)水質(zhì)數(shù)據(jù)，開發(fā)了一種基于新型水下移動平臺的多傳感器融合水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)?；赟TM32系列微控制器開發(fā)了數(shù)據(jù)采集控制模塊，該模塊向水質(zhì)傳感器組件按照設(shè)定時序發(fā)出控制信號，實時讀取傳感器反饋的水質(zhì)數(shù)據(jù)并處理。數(shù)據(jù)采集控制模塊將處理后的水質(zhì)數(shù)據(jù)通過蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊上傳至數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)實時的水質(zhì)數(shù)據(jù)顯示與保存。該裝置可搭載于水下移動平臺，適用于多種類型水域淺表層的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集和處理。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅可以提升水質(zhì)監(jiān)測的便捷性與及時性，提高水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測水平，還可以為新工科背景下多傳感器物聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷課程提供實驗平臺。在2021年MazzeoNéstor的團(tuán)隊在《EmpiricalModelingofStreamNutrientsforCountrieswithoutRobustWaterQualityMonitoringSystems》研究基于兩個案例研究,其中包括204個流域,收集了兩個季節(jié)的營養(yǎng)和生物學(xué)數(shù)據(jù)。模型在局部條件下表現(xiàn)良好,由獨立樣本計算得到的誤差較小。記錄和預(yù)測的營養(yǎng)鹽濃度均表明兩地區(qū)均存在顯著的水體富營養(yǎng)化風(fēng)險,表現(xiàn)出農(nóng)業(yè)集約化和人口增長對水質(zhì)的影響。這些模式是對可持續(xù)土地利用規(guī)劃進(jìn)程的貢獻(xiàn),可有助于防止或促進(jìn)土地利用轉(zhuǎn)型以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市設(shè)計方面的新做法。利用二次信息實現(xiàn)模型的能力,這種方法易于以較低的成本收集,是這種方法最顯著的特點。在2022年JanreungSutawas的研究團(tuán)隊在《AstandalonephotoVoltaic/batteryenergy-poweredwaterqualitymonitoringsystembasedonnarrowbandinternetofthingsforaquaculture:Designandimplementation》[4]提出了一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-物聯(lián)網(wǎng))的養(yǎng)殖用獨立光伏/蓄電池儲能(BES)供電的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。(1)采用光伏/BES系統(tǒng)作為監(jiān)測系統(tǒng)的主要能源系統(tǒng)。對光伏和BES容量進(jìn)行了優(yōu)化,以向監(jiān)測系統(tǒng)提供不間斷的電能,同時考慮到兩項技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)：最大可靠性指標(biāo)(RI)和最低能源均衡成本(LCOE)。此外,為了提高PV/BES系統(tǒng)的恢復(fù)力,還進(jìn)行了敏感性分析,考察了光伏發(fā)電和系統(tǒng)消費變化對RI的影響。(2)開發(fā)了基于NB-IoT的水質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng),對溶解氧、氫電位、溫度、濁度、鹽度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行聚合,實現(xiàn)對嚴(yán)重水質(zhì)的預(yù)警。隨后,利用水質(zhì)數(shù)據(jù)計算水質(zhì)適宜性指數(shù)(WQSI)。此外,還安裝了電氣測量裝置,測量光伏功率、系統(tǒng)消耗、BES功率、荷電狀態(tài)等相關(guān)電氣參數(shù)。然后利用Grafana對這些水質(zhì)和電參數(shù)進(jìn)行實時處理和可視化,供最終用戶使用。該系統(tǒng)在泰國拉雍省的一個養(yǎng)殖池塘進(jìn)行了測試。從能源系統(tǒng)觀點出發(fā),確定PV/BES系統(tǒng)的最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)規(guī)模為PV容量50?Wp,BES容量480?Wh,RI為100%,最小LCOE為0.61?$/kWh。實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定地運行,不失電。進(jìn)一步,結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有足夠的通信可靠性,丟包率為0.89%,能夠?qū)QSI進(jìn)行可靠的近實時監(jiān)測。經(jīng)過查閱國內(nèi)外資料，借鑒國內(nèi)的研究人員譚華等人在《基于LabView監(jiān)控的遠(yuǎn)程無線多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計》[7]中系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，通過下位機(jī)的水質(zhì)檢測模塊通過ZigBee通信模塊發(fā)送到上位機(jī)，電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況。引用孟莉莉等人的團(tuán)隊在《基于NB-IoT和數(shù)據(jù)融合的分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計》中的故障報警功能，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的TDS過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號?；贘anreungSutawas的研究團(tuán)隊提出了一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-物聯(lián)網(wǎng))的養(yǎng)殖用獨立光伏/蓄電池儲能(BES)供電的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中，我認(rèn)為他們的設(shè)計理念不夠完善，他們采用光照來提供電源儲能，如果遇到連續(xù)陰雨天氣就會影響設(shè)備運行，不滿足實時監(jiān)控水質(zhì)的條件。第2章系統(tǒng)需求分析2.1設(shè)計方案本課題研究的內(nèi)容為基于AIoT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。結(jié)構(gòu)框圖如下：圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線：1.硬件部分需要單片機(jī)STM32F103c8t6、超OLED、水質(zhì)檢測模塊、蜂鳴器、ZigBee通信。2.軟件平臺程序用keil5；3.畫原理圖用AD；4.編程語言用C語言；2.2.2預(yù)期結(jié)果：作品展示，完成一個基于AIoT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，并且該設(shè)計能實現(xiàn)的功能如下：該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。2.3總體方案設(shè)計第一：充分理解設(shè)計課題，了解與課題相關(guān)的理論知識，認(rèn)真研究課題所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識；第二：確定系統(tǒng)的各個模塊，理清各個模塊之間的聯(lián)系，收集相關(guān)的軟件、硬件資料；第三：規(guī)劃課題，確定系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，勾畫出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖；第四：用相關(guān)軟件完成硬件電路部分的設(shè)計，畫出各部分的電路圖，分別將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出完整的電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計部分，繪制出系統(tǒng)主流程圖；第六：進(jìn)行實物的組裝，檢查系統(tǒng)是否能夠按照要求實現(xiàn)相應(yīng)的功能。2.4單片機(jī)型號選擇主控制芯片選擇STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是由意法半導(dǎo)體集團(tuán)基于STM32系列ARMCortex-M內(nèi)核開發(fā)的一款具有64KB的程序存儲器的32位微控制器。其工作時需要2V~3.6V的電壓和-40℃~85℃環(huán)境溫度。STM32系列單片機(jī)是一款高性能，功能強(qiáng)大的系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)常被用于要求低成本、高性能和低功耗的嵌入式應(yīng)用程序，其在功耗和集成方面也展現(xiàn)出良好的性能。由于其便捷的工具和簡單的結(jié)構(gòu)并且結(jié)合了強(qiáng)大的功能性，在業(yè)界很受歡迎。本實驗采用的最小系統(tǒng)如下圖。圖2-2STM32fl03c8t6最小系統(tǒng)原理圖第3章系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計3.1系統(tǒng)總體設(shè)計本課題研究的內(nèi)容為基于AIoT的水體富營養(yǎng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計3.2.1濁度傳感器模塊設(shè)計水的渾濁度是指水中含有的泥沙，粘土，有機(jī)物，浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)，造成的渾濁程度。工業(yè)級的濁度傳感器或濁度儀價格昂貴，在電子產(chǎn)品設(shè)計中成本太高不適合選用；因此我們選取了一款在家用電器洗衣機(jī)、洗碗機(jī)上廣泛應(yīng)用的渾濁度傳感器，這款濁度傳感器利用光學(xué)原理，通過溶液中的透光率和散射率來綜合判斷濁度情況。傳感器內(nèi)部是一個紅外線對管，當(dāng)光線穿過一定量的水時，光線的透過量取決于該水的污濁程度，水越污濁，透過的光就越少。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流大小，透過的光多，電流大，反之透過的光少，電流小。濁度傳感器模塊將傳感器輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理。改款模塊具有模擬量和數(shù)字量輸出接口。模擬量可通過單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣處理，以獲知當(dāng)前水的污濁度。數(shù)字量可通過模塊上的電位器調(diào)節(jié)觸發(fā)閾值，當(dāng)濁度達(dá)到設(shè)置好的閾值后，D1指示燈會被點亮，傳感器模塊輸出由高電平變成低電平，單片機(jī)通過監(jiān)測電平的變化，判斷水的濁度是否超標(biāo)，從而預(yù)警或者聯(lián)動其他設(shè)備。該模塊價格低廉、使用方便、測量精度高可以用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測量；也可以用于工業(yè)現(xiàn)場控制，環(huán)境污水采集等需要濁度檢測控制的場合。濁度傳感器模塊的組成如下圖所示。該模塊通過3PinXH-2.54接頭與濁度傳感器進(jìn)行連接。調(diào)節(jié)10K藍(lán)色電位器的旋鈕可以對數(shù)字量輸出觸發(fā)閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖3-1濁度傳感器模組原理圖3.2.2PH值監(jiān)測模塊設(shè)計溶液的酸堿度（PH值)是溶液的一個重要特性。工業(yè)級PH變送器價格昂貴;市面上的PH測試筆是成熟產(chǎn)品，無法進(jìn)行二次設(shè)計開發(fā);PH復(fù)合電極輸出mV級的電壓信號，單片機(jī)無法直接進(jìn)行識別處理，基于這些現(xiàn)狀我們設(shè)計了這款PH傳感器模塊。該模塊價格低廉、使用方便、測量精度高、可直接輸出0~5V或0~3V模擬電壓信號。PH傳感器模塊的組成如下圖所示。該模塊通過BNC接頭與PH復(fù)合電極進(jìn)行連接，擴(kuò)展有DS18B20溫度傳感器接口，方便進(jìn)行軟件溫度補(bǔ)償設(shè)計。調(diào)節(jié)10K藍(lán)色電位器的旋鈕可以進(jìn)行放大倍數(shù)調(diào)節(jié)（順時針調(diào)節(jié)增大、逆時針調(diào)節(jié)減小)。該傳感器可配套上海雷磁E-201-C型P陽H復(fù)合電極、越磁E-201型PH復(fù)合電極和工業(yè)在線PH電極。由于PH電極存在個體差異、電位器存在電阻誤差，因此在使用PH模塊之前，首先進(jìn)行PH校準(zhǔn)獲得標(biāo)準(zhǔn)H曲線，具體操作方法按如下步驟進(jìn)行。第一步:連接PH傳感器模塊與電極;第二步:旋下P電極保護(hù)帽。保護(hù)帽中有球泡保護(hù)溶液，注意不要灑掉。第三步:給模塊提供5V電壓，使電壓盡量接近+5.00V，電壓越準(zhǔn)，精度越高!第四步:將PH電極放入P陽值為6.86的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，調(diào)節(jié)電位器旋鈕至PO口輸出電壓為252V左右。如果AD轉(zhuǎn)換采集電壓范圍需要0-3.3V，可調(diào)節(jié)PO口輸出電壓為1.7V左右。第五步︰將PH電極放入PH值為4.00的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，調(diào)節(jié)電位器旋鈕至PO口輸出電壓為300V左右。如果AD轉(zhuǎn)換采集電壓范圍需要0~3.3V，可調(diào)節(jié)PO口輸出電壓為2.2V左右。第六步:將PH電極放入PH值為9.18的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，調(diào)節(jié)電位器旋鈕至PO口輸出電壓為212V左右。如果AD轉(zhuǎn)換采集電壓范圍需要0~3.3V，可調(diào)節(jié)PO口輸出電壓為1.3V左右。第七步:依據(jù)測的得電壓值用excel進(jìn)行曲線公式擬合。圖中橙色線為5VADC采集系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)公式，藍(lán)色線為3.3VADC采集系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)公式。第八步:連接PH模塊至AD轉(zhuǎn)換芯片或單片機(jī)ADC采集接口。模塊電源:+5.00V模塊尺寸:37mm×28mm測量范圍:0-14PH測量溫度:0-60℃精度:士0.01pH(25℃)響應(yīng)時間:≤1minPH傳感器接口:BNC接口溫度傳感器接口:XH2.541、溫度是PH值測量的重要影響因素，無特殊要求時，無需做溫度補(bǔ)償。2、測量完畢，不用時應(yīng)將電極保護(hù)套套上，保護(hù)套內(nèi)應(yīng)放少量3.3mol/L氯化鉀溶液，以保持電極球泡的濕潤。3、電極在每次連續(xù)使用前均需要使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校正，為取得更正確的結(jié)果，環(huán)境溫度最好在25℃左右，已知PH值要可靠，而且其H值愈接近被測值愈好。如您測量的樣品為酸性，請使用PH4.00的緩沖溶液對電極進(jìn)行校正，如果您測量的樣品為堿性，請使用PH9.18緩沖溶液對電極進(jìn)行校正。分段進(jìn)行校準(zhǔn),只是為了獲得更好的精度。4、PH電極每測一種H不同的溶液，都需要使用清水清洗，建議使用去離子水清洗。5、電極的引出端，必須保持清潔和干燥,絕對防止輸出兩端短路，否則將導(dǎo)致測量結(jié)果失準(zhǔn)或失效。圖3-2PH值監(jiān)測模塊原理圖3.2.3OLED模塊設(shè)計OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（OrganicLight-EmittingDiode），又稱為有機(jī)電激光顯示（OrganicElectroluminesenceDisplay,OELD）。因為具備輕薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機(jī)，此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品。自2007年后，壽命得到很大提高，具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢。GND：電源地VCC：2.2V~5.5VSCL（D0）：CLK時鐘（高電平2.2V~5.5V）SDA(D1)：MOSI數(shù)據(jù)（高電平2.2V~5.5V）RST：復(fù)位（高電平2.2V~5.5V）D/C：數(shù)據(jù)/命令（高電平2.2V~5.5V）兼容3.3V和5V控制芯片的I/O電平（無需任何設(shè)置，直接兼容）板子管腳依次為G(地)，3.3V/5V（電源），SCL(CLK時鐘)，SDA（MISO數(shù)據(jù)），RES（復(fù)位），DC（數(shù)據(jù)/命令）單片機(jī)采用3.3V/5V電壓的接線模式。圖3-3OLED顯示原理圖3.2.4TDS傳感器模塊設(shè)計TDS（TotalDissolvedSolids）傳感器模塊是一種用于測量溶解在液體中有機(jī)物N元素含量的電子設(shè)備。下面是一個基本的TDS傳感器模塊設(shè)計的概述：傳感器選擇：選擇適合測量液體中總?cè)芙夤腆w含量的TDS傳感器。常見的TDS傳感器類型包括電極式傳感器和光學(xué)式傳感器。根據(jù)設(shè)計需求和應(yīng)用場景，選擇合適的傳感器類型。傳感器接口：設(shè)計與TDS傳感器之間的接口電路。這包括為傳感器提供適當(dāng)?shù)碾娫措妷?、連接傳感器的信號線和地線，并實現(xiàn)與微控制器或其他主控設(shè)備之間的通信接口。ADC（Analog-to-DigitalConverter）接口：如果TDS傳感器輸出的是模擬信號，需要設(shè)計ADC接口電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。選擇合適的ADC芯片，并根據(jù)傳感器輸出的電壓范圍和精度要求進(jìn)行配置。數(shù)據(jù)處理：將從TDS傳感器獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗托?zhǔn)。這可能包括數(shù)據(jù)濾波、線性化、溫度補(bǔ)償?shù)炔僮?，以獲得準(zhǔn)確的TDS測量結(jié)果。輸出接口：設(shè)計合適的輸出接口，使得TDS測量結(jié)果可以被外部設(shè)備讀取或顯示。常見的輸出方式包括串行通信接口（如UART、I2C等）、模擬輸出或數(shù)字顯示屏。校準(zhǔn)和校正：進(jìn)行TDS傳感器的校準(zhǔn)和校正，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。這可以通過使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，或者根據(jù)實際應(yīng)用場景進(jìn)行校正。電源管理：設(shè)計適當(dāng)?shù)碾娫垂芾黼娐罚_保TDS傳感器模塊能夠正常工作并具有良好的能效。這包括供電電壓穩(wěn)定、電源濾波、低功耗設(shè)計等方面。保護(hù)措施：考慮到液體中可能存在的腐蝕性和污染物，設(shè)計相應(yīng)的保護(hù)措施，如防水、防塵、耐腐蝕材料等，以提高TDS傳感器模塊的可靠性和耐久性。在實際設(shè)計中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和系統(tǒng)要求進(jìn)行適配和優(yōu)化。同時，進(jìn)行充分的測試和驗證，以確保TDS傳感器模塊的性能和準(zhǔn)確性。圖3-4TDS傳感器原理圖3.2.5Zigbee通信模塊設(shè)計ZigBee通信模塊在該設(shè)計中起到了關(guān)鍵的作用。它與STM32單片機(jī)配合使用，實現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備的實時監(jiān)測功能，并解決了生活用水檢測的問題。通過水質(zhì)檢測模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絑igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)。ZigBee是一種低功耗、短距離無線通信協(xié)議，適用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)。它采用了低功耗的無線技術(shù)，可以在遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，并具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性。ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是分層結(jié)構(gòu)，主要由應(yīng)用層、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。在該設(shè)計中，通過ZigBee通信模塊，將水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。ZigBee模塊與STM32單片機(jī)進(jìn)行通信，將采集到的水質(zhì)參數(shù)編碼并發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行相應(yīng)的處理和顯示。此外，通過上位機(jī)設(shè)置閾值，當(dāng)水質(zhì)參數(shù)超過設(shè)定的閾值時，ZigBee通信模塊會發(fā)送警告信號給上位機(jī)。同時，蜂鳴器也會觸發(fā)報警，提醒操作人員注意。通過使用ZigBee通信模塊，可以實現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程傳輸，提供了便捷而高效的解決方案。它能夠提供數(shù)據(jù)的可靠傳輸，并且具有低功耗的特點，適用于長期監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用場景。綜上所述，ZigBee通信模塊在該設(shè)計中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，實現(xiàn)了水質(zhì)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程傳輸，提高了水質(zhì)檢測設(shè)備的功能和效率。圖3-5Zigbee通信原理圖3.2.6AI模塊設(shè)計在該設(shè)計中，AI模塊起到了重要的作用。通過STM32單片機(jī)作為主控制單位，并使用Keil5作為軟件平臺，采用C語言進(jìn)行編程。利用溫度傳感器、TDS檢測傳感器、pH傳感器、濁度傳感器、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED等裝置，實現(xiàn)了一款具有實時監(jiān)測水質(zhì)功能的設(shè)備，解決了生活用水檢測的問題。AI模塊主要用于處理從水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和判斷。通過AI算法，對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行智能分析和識別，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理水質(zhì)異常情況。在該設(shè)計中，STM32單片機(jī)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理。通過AI算法對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。當(dāng)水質(zhì)參數(shù)超過設(shè)定的閾值時，蜂鳴器會觸發(fā)報警，并向上位機(jī)發(fā)送警告信號，提醒操作人員注意異常情況。通過AI模塊的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對水質(zhì)數(shù)據(jù)的智能監(jiān)測和分析，提高了水質(zhì)檢測設(shè)備的自動化水平和準(zhǔn)確性。AI算法能夠快速識別和處理水質(zhì)異常情況，幫助用戶及時采取相應(yīng)的措施，保障生活用水的質(zhì)量和安全。綜上所述，AI模塊在該設(shè)計中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，通過智能分析和判斷水質(zhì)參數(shù)，實現(xiàn)了對水質(zhì)的實時監(jiān)測和預(yù)警功能。這為解決生活用水檢測問題提供了有效的解決方案，并提升了水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備的智能化水平。圖3-6AI概念圖第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件主流程圖該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。圖4-1總體軟件設(shè)計流程圖4.2PH值監(jiān)測模塊的軟件設(shè)計當(dāng)全部系統(tǒng)軟件通電時，實時監(jiān)測污水排放PH含量狀況，顯示；上位機(jī)可設(shè)置PH閾值；若污水的PH過低，開啟酸性物資投放設(shè)備，平衡污水中的堿性；若污水的PH過高，開啟堿性物資投放設(shè)備，平衡污水中的酸性。圖4-2PH值監(jiān)測模塊的軟件設(shè)計流程圖4.3濁度監(jiān)測模塊的軟件設(shè)計當(dāng)全部系統(tǒng)軟件通電時，實時監(jiān)測污水排放渾濁度狀況，顯示；上位機(jī)可設(shè)置渾濁度閾值；污水渾濁度過高，開啟舵機(jī)，開啟過濾設(shè)備。圖4-3濁度監(jiān)測模塊軟件設(shè)計流程圖4.4ZigBee通信模塊的軟件設(shè)計圖4-4ZigBee模塊軟件設(shè)計流程圖當(dāng)整個系統(tǒng)通電后，會進(jìn)行實時的多項數(shù)據(jù)采集，然后通過zigbee發(fā)送至上位機(jī)。4.5OLED顯示模塊的軟件設(shè)計圖4-5OLED顯示屏模塊軟件設(shè)計流程圖當(dāng)整個系統(tǒng)通電后，會進(jìn)行OLED顯示屏初始化，進(jìn)行實時的多項數(shù)據(jù)采集，然后通過OLED顯示屏實時顯示。4.6AI模塊的軟件設(shè)計圖4-6Ai模塊軟件設(shè)計流程圖當(dāng)整個系統(tǒng)通電以后，會進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后通過實時的多項數(shù)據(jù)采集，通過AI模塊進(jìn)行AI數(shù)據(jù)處理，最后通過OLED屏進(jìn)行實時顯示。第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)實物圖該套系統(tǒng)主要由水質(zhì)檢測模塊、AI模塊、ZigBee通信、蜂鳴器、OLED、等部分組成；采用STM32單片機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)對水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)進(jìn)行采樣和處理，經(jīng)過AI模塊對溫度、N元素含量、pH值和濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。水質(zhì)檢測模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絲igbee通信模塊，zigbee通信模塊通過運營商的Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示數(shù)據(jù)，采用電腦端作為上位機(jī)接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)并顯示，水質(zhì)檢測模塊檢測如渾濁度和pH值等水質(zhì)情況，系統(tǒng)監(jiān)測到水體的渾濁度過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過高，開啟堿性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的PH過低，開啟酸性平衡投放設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)測到水體的N元素含量過高，蜂鳴器提示，發(fā)送上位機(jī)警告信號，繼電器模擬酸堿平衡設(shè)備。圖5-1總體實物圖5.2示例功能測試OLED顯示屏在接通電源后，系統(tǒng)將采集到的水質(zhì)信息傳送到顯示屏并且顯示數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的實時監(jiān)控。圖5-2OLED實時顯示測試根據(jù)需求設(shè)定PH閾值，將PH傳感器放入待測溶液，靜置。電腦端顯示測得PH值，超過閾值，蜂鳴器報警。圖5-2PH值功能模塊測試濁度傳感器用來檢測水體渾濁度，在上位機(jī)可按需求設(shè)定閾值，將濁度傳感器放入待測溶液，靜置。超過閾值，蜂鳴器報警。圖5-3渾濁度功能模塊測試TDS傳感器用來檢測水中有機(jī)物N含量，可在上位機(jī)設(shè)定閾值，將TDS傳感器放入待測溶液，靜置。超過設(shè)定閾值，蜂鳴器報警。圖5-4TDS功能模塊測試通過ZigBee通信模塊，將水質(zhì)檢測模塊采集到的參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。圖5-5Zigbee通信功能模塊測試電腦端作為上位機(jī)，可以按照要求設(shè)置閾值，實時接收下位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在電腦端實時顯示數(shù)據(jù)。圖5-6上位機(jī)實時顯示測試第6章總結(jié)與展望總結(jié)：隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純的總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我明白了學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，無論在以后的工作、生活中我們都應(yīng)該有一顆對知識渴望的心，高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求自己。在這次畢業(yè)設(shè)計中我真正懂得了合作的重要性，團(tuán)隊的力量永遠(yuǎn)比個人力量強(qiáng)大，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起討論，聽聽不同的意見使我們更好的理解知識，還能增強(qiáng)同學(xué)之間的感情，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論:知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值!有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。并且大大提高了動手能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計目前處于初級研發(fā)階段，但是在這次畢業(yè)設(shè)計過程中所學(xué)到的東西使我受益匪淺。我相信經(jīng)過不斷地優(yōu)化升級，一定會產(chǎn)生好的效益。展望：通過畢業(yè)答辯我了解了自己畢業(yè)設(shè)計的不足，從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)。首先進(jìn)一步完善AI模塊，優(yōu)化ai算法，通過智能分析和判斷水質(zhì)參數(shù)，實現(xiàn)對水質(zhì)的實時監(jiān)測和預(yù)警功能。這為解決生活用水檢測問題提供了有效的解決方案，并提升了水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備的智能化水平。其次加強(qiáng)水質(zhì)檢測模塊的精密度，采用更加便捷、成本更低的傳感器，進(jìn)一步完善實物。最后對于數(shù)據(jù)傳輸模塊部分，收集來自不同維度的、大量的數(shù)據(jù)儲存在云端，通過大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)更高的人工智能。目前該設(shè)計還處于基礎(chǔ)階段，能檢測一些基本的水質(zhì)指標(biāo)，經(jīng)過進(jìn)一步完善之后融入社會，會帶來十分好的社會效益。參考文獻(xiàn)SafiraMR,LimMW,ChuaWS.Designofcontrolsystemforwaterqualitymonitoringsystemforhydroponicsapplication[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2022,1257(1).[2]DangTianjiao,LiuJifa.DesignofWaterQualityMonitoringSysteminShaanxiSectionofWeiheRiVerBasi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附錄A電路圖A.1附錄A源代碼#include"delay.h"#include"sys.h"#include"key.h"#include"usart.h"#include"usart3.h"#include"led.h"#include"adc.h"#include<stdio.h>#include<string.h>#include"ds18b20.h"#include"tds.h"#include"zd.h"#include"ph.h"#include"oled.h"externu8zhuodux[6];externu8TDS_Buff[6];//TDS存放數(shù)組u8send[30];intbeepNum=0;shorttemperature;unsignedinttemperatureyu=28; u8temperatureyus[15];intbiaozhi1=0;intbiaozhi2=0;intbiaozhi3=0;intbiaozhi4=0;intbiaozhi5=0;intycFlag=0;intfragment=0;u16zdyu=200;u16tdsyu=150;u16phxyu=40;u16phsyu=80;u8phs[15];u8temps[15];u8zdyus[15];u8tdsyus[15];u8phxyus[15];u8phsyus[15];VoidUSART1_Puts(char*str){while(*str){USART1->DR=*str++;while((USART1->SR&0X40)==0);}}VoidUSART3_Puts(char*str){while(*str){USART3->DR=*str++;while((USART3->SR&0X40)==0);}}VoidUSART2_Puts(char*str){while(*str){USART2->DR=*str++;while((USART2->SR&0X40)==0);}}intmain(Void){ delay_init(); NVIC_Configuration(); KEY_Init(); LED_Init(); OLED_Init(); OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1反色顯示OLED_DisplayTurn(0);//0正常顯示1屏幕翻轉(zhuǎn)顯示 OLED_Refresh(); OLED_Clear();uart_init(9600);//串口1初始化，可連接PC進(jìn)行打印模塊返回數(shù)據(jù)uart2_init(115200);//對接BC26串口初始化 Adc_Init(); usart3_init(115200); beep_Init();beep=0;JDQ1=0; OLED_ShowChinese(0,0,6,16);// OLED_ShowChinese(18,0,7,16);// OLED_ShowString(36,0,":",16); OLED_ShowChinese(0,16,8,16);// OLED_ShowChinese(18,16,9,16);// OLED_ShowString(36,16,":",16); OLED_ShowString(0,32,"TDS:",16); OLED_ShowString(0,48,"PH:",16); OLED_Refresh(); while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化 { delay_ms(1000); } zdyus[0]=zdyu%1000/100+'0'; zdyus[1]=zdyu%100/10+'0'; zdyus[2]=zdyu%10+'0'; OLED_ShowString(95,16,zdyus,16); tdsyus[0]=tdsyu%1000/100+'0'; tdsyus[1]=tdsyu%100/10+'0'; tdsyus[2]=tdsyu%10+'0'; OLED_ShowString(95,32,tdsyus,16); phxyus[0]=phxyu%1000/100+'0'; phxyus[1]=phxyu%100/10+'0'; phxyus[2]='.'; phxyus[3]=phxyu%10+'0'; OLED_ShowString(60,48,phxyus,16); OLED_Refresh(); phsyus[0]=phsyu%1000/100+'0'; phsyus[1]=phsyu%100/10+'0'; phsyus[2]='.'; phsyus[3]=phsyu%10+'0'; OLED_ShowString(95,48,phsyus,16); OLED_Refresh(); while(1) { temperature=DS18B20_Get_Temp(); TDS_Value_ConVersion(temperature); TU_Value_ConVersion(); PH_Value_ConVersion(); temps[0]=temperature/100+'0'; temps[1]=temperature%100/10+'0'; temps[2]='.'; temps[3]=temperature%10+'0'; OLED_ShowString(54,0,temps,16); OLED_ShowString(54,16,zhuodux,16); OLED_ShowString(54,32,TDS_Buff,16); phs[0]=PH/100+'0'; phs[1]=PH%100/10+'0'; phs[2]='.'; phs[3]=PH%10+'0'; OLED_ShowString(25,48,phs,16); OLED_Refresh(); if(TU>zdyu){ biaozhi1=1; }else{ biaozhi1=0; } if(TDS_Value>tdsyu){ biaozhi2=1; }else{ biaozhi2=0; } if(PH<phxyu){ biaozhi3=1; JDQ1=0; }else{ JDQ1=1; biaozhi3=