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          基于虛擬儀器的污水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

          作者: 時(shí)間:2011-09-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:為了監(jiān)測生產(chǎn)和生活中的污水排放情況,通過對的介紹,應(yīng)用LaLbVIEW軟件穩(wěn)定快速地對污水的流量、液位、溫度、pH、BOD、COD、TOC、TOD、氨氮和總磷等各個參數(shù)進(jìn)行基于無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集,然后在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和綜合分析,為污水水質(zhì)的在線監(jiān)測提供了一整套完整可靠的系統(tǒng)。經(jīng)測試,系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好,達(dá)到了預(yù)期效果。
          關(guān)鍵詞:;LabVIEW;污水水質(zhì);在線監(jiān)測

          水是人類生產(chǎn)生活中不可缺少的物質(zhì)資料,是寶貴的自然資源。在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色。隨著人類社會的發(fā)展,對水資源的過度開采和使用,水污染問題越來越嚴(yán)重,已經(jīng)引起了各國的注意。為了掌握水體資源的變化程度,各國加強(qiáng)了對污水排放的處理和更加高標(biāo)準(zhǔn)的污水管理。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,使得工業(yè)污染日益增加,水環(huán)境污染問題變得日益嚴(yán)重。近年來,我國水環(huán)境質(zhì)量雖有所改善,但環(huán)境污染仍處于相當(dāng)高的水平。隨著水環(huán)境污染的加劇,對水環(huán)境質(zhì)量及變化趨勢進(jìn)行大量實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測是當(dāng)前水處理工作面臨的難題和新的挑戰(zhàn)。
          由于較高要求的污水排放標(biāo)準(zhǔn),就需要對污水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的精密監(jiān)測。以前靠人工的方法來監(jiān)測,這種方式需要的人力資源很大,并且監(jiān)測時(shí)間長,誤差大,由于不同技術(shù)員監(jiān)測數(shù)據(jù),主觀因素比較強(qiáng),穩(wěn)定性差,可靠性低,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的要求。本文利用技術(shù)設(shè)計(jì)了一個新型的污水在線實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),可以通過無線技術(shù)把遠(yuǎn)處的傳感器數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心,然后再進(jìn)行綜合分析,得出科學(xué)、實(shí)時(shí)的水質(zhì)信息,為污水治理、環(huán)境監(jiān)測起到了極大的推動作用。

          1 虛擬儀器簡介
          虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算、方便存儲、形象顯示及靈活多樣的特點(diǎn),把計(jì)算機(jī)作為儀器的基本硬件平臺,把傳統(tǒng)儀器的專用功能和硬件功能軟件化,使傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來,形成新型儀器。這兩者融為一體,構(gòu)成了一臺儀器,功能與傳統(tǒng)硬件儀器相近,甚至更加強(qiáng)大,性能更加穩(wěn)定。
          虛擬儀器由美國國家儀器公司提出,經(jīng)過多少年的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟。它除了能完成傳統(tǒng)儀器的所有功能外,還能完成更加強(qiáng)大的功能擴(kuò)展。把以前由廠家決定的儀器功能轉(zhuǎn)變?yōu)樽層脩糇约哼x擇和決定儀器功能。同時(shí)儀器使用的范圍和使用更加靈活,可以同時(shí)按用戶要求和使用環(huán)境修改。

          2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)
          污水的在線監(jiān)測項(xiàng)目主要包括流量、液位、溫度、pH、BOD5、COD、TOC、TOD、氨氮和總磷等。對于這些量的監(jiān)測,環(huán)境比較復(fù)雜,不可能在靠近中控室附近.所以本文中應(yīng)用了無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),把傳感器測量到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸,送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行集中處理,方便了數(shù)據(jù)綜合分析,可以靈活的安裝傳感器,不再受位置影響。
          這里應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)模塊是X124L01,此無線網(wǎng)絡(luò)模塊可以支持2 M的數(shù)據(jù)量,能夠很好的解決大數(shù)據(jù)量的問題。通過無線網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)后,在調(diào)理板進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)理及轉(zhuǎn)換。然后通過USB數(shù)據(jù)采集卡送到計(jì)算機(jī),如圖1所示。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/194734.htm

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          3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
          3.1 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
          系統(tǒng)主要具有以下6個功能:
          1)基本信息管理功能管理用戶的權(quán)限內(nèi)容,以及用戶自身的個人信息,如密碼和中文名的修改,同時(shí)可以管理個人的收藏夾,對于重要的數(shù)據(jù)報(bào)表能夠生成一份自己的存檔。
          2)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能 遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)場的實(shí)時(shí)場景,監(jiān)測現(xiàn)場儀器的運(yùn)行狀態(tài),并且保存運(yùn)行狀態(tài)記錄。
          3)數(shù)據(jù)存儲、查詢、發(fā)布和統(tǒng)計(jì)功能采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理后存儲到本地?cái)?shù)據(jù)庫,可以實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)查詢、按時(shí)間查詢以及按數(shù)字量查詢的查詢功能,并對數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行添加、修改和刪除,還可生成報(bào)表。
          4)超限報(bào)警功能通過設(shè)置各參數(shù)儀表量程和超標(biāo)界限能夠提供多樣化、靈活的報(bào)警功能,當(dāng)檢測到參數(shù)值超限時(shí)報(bào)警燈點(diǎn)亮,可以保障現(xiàn)場設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
          5)小波濾波功能可以消除在數(shù)據(jù)采集過程中真實(shí)信號受到干擾噪聲的影響,保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度。
          6)智能決策功能能夠通過對輸入的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析,并且與經(jīng)驗(yàn)知識庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配,利用當(dāng)前的數(shù)據(jù)對未來的發(fā)展趨勢做預(yù)測,這種預(yù)測是建立在對數(shù)據(jù)的綜合分析以及大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,具備一定的準(zhǔn)確度,能夠?yàn)樽罱K決策提供意義重大的指導(dǎo)作用。


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