基于STM32单片机水质检测系统开发水浊度采集蓝牙无线传输 ESP8266物联网鱼塘养殖浊度采集温度检测蜂鸣器报警成品套件 DIY设计实物+源程序+原理图+仿真+其它资料

本系统采用STM32F103单片机单片机作为主控芯片，采用频率特性好，浊度传感器具有较高的响应频率的硅光电池采集光信号并转化成电信号，经过放大电路把信号放大，再通过A/D转换器，转换成数字信号送入单片机进行分析处理，最后显示出相关数据。通过DS18B20温度传感器来采集当前水体温度，把所有是数据显示到液晶显示屏上进行显示。按键用来设置当前温度、浊度、报警不在范围内蜂鸣器进行报警提醒。通过ESP82

牛哥单片机开发电子工作室

1462人浏览 · 2024-07-11 16:44:34

牛哥单片机开发电子工作室 · 2024-07-11 16:44:34 发布

水是生命之本，是生物赖以生存必不可少的物质资源之一，水也是为人体获得各种营养物质的重要途径之一。随着科技的发展，水污染越来越严重。对水资源的保护成为一项重要的工程。水质检测是对水资源保护的重要指标，水质检测越来越受到人们的关注。因此本次设计本设计选择水质检测系统。其中水体安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。水安全已成为全球性的重大战略性问题。近年来由于本设计国工业生产水平的迅猛发展，每年的废水也不断增加，其中对环境产生影响的来源主要有：

· 未经处理而排放的工业废水

· 未经处理而排放的生活污水

· 大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水

· 堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾

· 水土流失

· 矿山污水

导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。严峻的水形势提高了人们对水污染控制的重视，对废水的处理和检测成为了维护良好人民生活环境所必不可少的要求废水中是否有对环境产生重大影响的元素和他们的含量是否在标准以内直接关系到本设计的生存环境，做好水质监测是本次设计的重点目标。

关键词: 浊度；STM32F103单片机；DS18B20温度传感器 825-9-10-11度传感器

硬件组成部分：

整个实物设计过程：

浊度++温度+报警（版本九）：

825

浊度+温度+报警+蓝牙无线传输（版本十）：

825

浊度+温度+WIFI无线传输+报警（版本十一）：

825

1. STM32F103C8T6单片机进行数据处理

2. OLED液晶显示当前参数

3. DS18B20温度传感器采集当前水体温度

4. 浊度（TS-300B传感器）采集当前水体浑浊度

5. 第一个按键设置，第二个加，第三个键

6. 按键设置温度上限报警

7. 按键设置浊度上限报警

8. 任意一个参数报警，OLED液晶都会闪烁提醒

9. 任意一个参数报警，蜂鸣器都会进行声光报警

10. 蓝牙：通过HC-05蓝牙模块传输当前数据到手机端显示

10. WIFI：通过ESP8266模块传输当前数据到手机端显示

1 绪论

1.1 课题研究目的意义

中国水资源的分布极其不均匀，水土流失矿山污水导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。严峻的水形势提高了人们对水污染控制的重视，对废水的处理和检测成为了维护良好人民生活环境所必不可少的要求，废水中是否有对环境产生重大影响的元素和他们的含量是否在标准以内直接关系到本设计的生存环境。

水是人类生产和生活中必不可少的资源，可是现在，生态环境遭到了人类严重的破坏，水资源持续污染，保护水资源和水污染治理成为当代社会最为关注的问题。污染负荷急剧增加，加重了水体的污染，所以水资源也更加短缺了。工业废水近年来虽然经过治理有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的55%以上。

水是生命之本，是人类赖以生存必不可少的物质资源之一，水也是为人体获得各种营养物质的重要途径之一。随着科技的发展，水污染越来越严重。对水资源的保护成为一项重要的工程。水质检测是对水资源保护的重要指标。水质检测越来越受到人们的关注。因此本次设计本设计选择水质检测系统。其中饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。饮用水主要考虑对人体健康的影响，其水质标准除有物理指标、化学指标外，还有微生物指标；对工业用水则考虑是否影响产品质量或易于损害容器及管道。近年来,由于国际上一些地区和国家频繁发生恶性事件,饮水安全和卫生问题引起了全球的关注,饮水安全已成为全球性的重大战略性问题。

所以水资源的保护成了我国重中之重的一个问题，水土流失矿山污水导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。严峻的水形势提高了人们对水污染控制的重视，对废水的处理和检测成为了维护良好人民生活环境所必不可少的要求，废水中是否有对环境产生重大影响的元素和他们的含量是否在标准以内直接关系到本设计的生存环境，做好水质监测是本设计重要目标。

1.2 国内外研究现状

许多年以来我国的环境监理工作一直采用传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。我国环境水质监测仪器以往主要依赖进口，从2000年开始，成熟的国产化设备才开始在全国范围内大规模推广。水质监测现状揭示了我国水污染的严重程度和水质监测的建设的落后。因此，治理水污染，必须先做好水质监测。

近年，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。但是，还没有可普遍应用于基层水环境在线监测与数据远程传输、处理的水质监测完备平台在国内产出。并且，近年发展起来的各式数据传输网络大多数是上下环境监测部门之间的数据传输，基于基层水质的实时采集监测与水质分析系统环节还很薄弱。

1.3设计依据

随着社会的发展和人们对自身健康的关注以及水资源日益短缺和恶化，使人们对水质越发关注，因此各项水质检测仪器都需要突破难关，迅速发展。统计数据表明，1995-1999年，全国水质分析仪器的年平均销售量位217亿美元，同期中国平均销售额仅为20亿美元左右，占全球总销售额的3.8%。因此中国许多项水质检测仪器都需从国外购买。“十二五”期间，环保部要求县以上城市的污水厂全部采用在线监测，数量巨大，目前发达国家的进口仪器占国内数量的95%，而国内的仪器由于质量不稳定，精度不够远远跟不上社会发展的需要。不但市场占有率低，而且质量不稳定，进口仪器的价格约5万。需进一步扩大用途用于医院污水排放，水产养殖，自来水厂，纯净水厂。

目前，经文献检索，对我国具有一定影响的分析仪器公司中(如上海雷磁分析仪器厂，北京分析仪器厂及四川分析仪器厂等)没有类似成熟产品的信息。在这样的背景下，开发出我们自己的高质量的水质检测仪具有非常现实的意义。

2系统的整体方案设计

本次系统构成分为硬件系统和软件部分。硬件系统就是单片机的选型，传感器的选型，电子元器件的选择。当所有材料选型完成后，进行电子电路设计，确保每个电路的正确和畅通。之后按照设计好的电路图，将所有材料焊接起来，组成一个单片机系统。当硬件部分完成后，进行软件设计，用来控制整个单片机。这里采用KEIL软件进行软件的编程，KEIL软件集成链接器，，编译器，宏汇编，管理库和仿真调试器。采用语言进行整体设计，编写完成后进行测试，没有问题通过STLINK-V2烧录进单片机。

2.1系统的整体构架

2.2 本课题研究的主要内容

内容：本设计以STM32系列单片机为核心设计水质检测系统，自行设计电源，选用PH传感器采集当前水体酸碱度，TDS电导率、DS18B20温度采集、浊度传感器、OLED液晶显示，按键设置和蜂鸣器报警提醒构成。设计经过调研，收集且分析相关技术资料，综合考虑水质检测系统。主要完成以下工作：

基于STM32单片机水质检测设计方案。
温度传感器、浊度传感器等与单片机的接口电路设计。
OLED液晶显示当前信息。
按键设置参数报警范围，通过蜂鸣器进行声光报警。
电源通过USB-5V供电为整个系统供电
通过WIFI模块把数据传输到手机端进行显示
设计主要软件程序模块，完成软件设计。
实物调试

2.3 设计硬件框图

系统硬件结构框图见下图。

系统硬件结构框图

各框图的作用：

1．浊度转换：它的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，因此，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。本次设计主要通过AD转换获取PH和浊度值。

2．单片机电路：单片机电路是程序控制的中心，它把计算机的各种功能电路都集成在一块芯片上，主要包括中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、输入/输出接口电路及计时、分频、扫描、定时、时间设定等电路，ROM内已固化了操作程序，单片机根据输入指令和检测信号，调出内部相应的操作程序，通过电路处理后，输出各种电路控制信号，自动完成程序操作过程。

4．液晶显示电路：由于液晶显示功耗低、无电磁辐射、寿命长、价格低、接口方便等一系列显著优点，被广泛应用于各种仪器仪表、测量显示装置、计算机显示终端等诸方面。

5．按键设置电路：通过按键设置当前水质参数报警范围可以进行任意修改。

6.通过DS18B20防水温度传感器检测当前水体温度

7．电源电路：这是为主控芯片及其外围控制电路提供稳定电源的电路，STM32F103单片机及其他元件需要+5V的电源。

8. 把当前的数据通过ESP8266模块进行无线传输到设计端进行显示，