基于STM32的智能水質檢測系統的設計

蔡劉根+虎號

摘 要：本文設計了一種一STM32單片機為核心控制板，GSM為傳輸數據平臺，各種傳感器組成的水質檢測系統。由電阻、PH、溫度三個檢測模塊收集水樣信息，將水質信息傳輸到STM32單片機，將水質信息分析后，將處理好的信息分別傳輸到液晶顯示屏和管理人員手中，從而實現對水質的檢測。

關鍵詞：STM32單片機；GSM；水質檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.115

1 引言

目前，隨著國家經濟的高速發展，人們的生活水平在不斷的提高，但環境污染、水資污染日益嚴重，導致人們的日常生活受到困擾，所以對水資源的保護意識越來越受到重視，最近幾年，保護水資源一直成為社會的熱點。據最新統計數據表明，全國近一半城鎮飲用水源地水質不符合標準。其中水質檢測是水質保護的重要指標，但由于一些被檢測的人員環境保護意識淡薄及水質檢測設備落后、非智能化，導致檢測儀器設備難以發揮應有的作用。而這個智能水質檢測系統能夠簡單快捷的檢測出水樣的一些簡單數據從而檢測水樣是否被污染，保證人們的飲水安全。

根據以上問題，我們設計一種智能的水質監測系統，其目的可以簡單、快捷的監測出周圍河流、湖泊等水質的多數參數：如水溫、PH值、電導率等重要參數，如果檢測的水質，其污染的達到一定的程度時，系統就會自動發報警，并將檢測的數據，通過短信實時的發送給相關工作人員，再有相關工作人員發送給周圍的群眾，提高人們對水資源保護的意識，并通過實際行動，保護環境、保護水源，為了更好的提高人們生活。

2 基于STM32的智能水質檢測系統的總體設計方案

（1）項目是由STM32單片機開發板為主控板，還包括了電源模塊、GSM模塊、傳感器模塊等組成。其中傳感器模塊包括溫度傳感器、PH傳感器、電導傳感器等各種水質檢測傳感器。（2）通過各種傳感器來檢測水體的各種數據，例如溫度、PH、電導率等，傳感器將數據收集后傳輸到單片機上，單片機處理后會顯示在液晶顯示屏上。人可以很直觀的了解水體情況。還可以通過GSM模塊將數據傳輸到手機上實現遠程監控水體情況。

3 硬件設計電路

硬件設計電路包括電源模塊，傳感器模塊，GSM模塊等。下面將分別介紹這幾個模塊。

3.1 電源模塊電路

整個STM32開發板是用12V外接電源供電，然而單片機需要的是5V供電，傳感器需要的是3.3V供電，所以需要對電壓進行降壓處理，所以需要使用LM7805電源芯片將電壓穩壓成單片機所需的5V，以及使用AMS117將電壓穩壓傳感器模塊使用的3.3V。

3.2 傳感器模塊電路與GSM模塊

該系統需要溫度傳感器、PH傳感器、電阻傳感器模塊。溫度、PH、電阻傳感器需要連接在單片機的IO口上。而GSM模塊用于該系統的通信和手機控制，單片機將檢測到的信息通過該系統傳輸到管理員。

4 軟件代碼調試

系統開始時首先初始化UART串口，外部中斷，初始化結束后進入循環。首先初始化GSM模塊，注冊成功后單片機開始對數據進行處理。然后單片機將采集的各個傳感器信息顯示在液晶顯示屏上。最后手機可以通過GSM模塊來獲取水質信息并進行控制。

5 結論

此系統采用GSM技術來對水質進行實時監控，用戶可以通過手機信息了解當前的水質狀況，可以運用在很多領域，比如可以安裝在家庭中，讓用戶實時了解家中水質情況，保證飲水安全。也可以安裝在水庫邊提醒民眾保護水資源，提供最新資料給水利局的人。如果本項目結項，可以先在全省小型水庫進行示范推廣，在各各個水庫安裝此系統，對水質的PH，溫度進行監控，廣大市民可以隨時去觀察，以便檢查此系統的準確性和持久性。

參考文獻：

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