饮用水源地水质远程预警系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

就整个人类的发展来看，河流是促进人类文明不断进步的最有力的推动因素，因为河流既是陆地上可利用淡水资源最重要的组成部分，同时也是我们生活用水的主要来源。河流遍布于人类生存环境的各个地方，最为容易被人们所获取，同时也更为容易受到人类的污染。近年来，随着经济的高速发展，在国内外，有关于水质污染造成的突发事件层出不穷，以国内为例，由于长江沿岸地区经济的快速发展以及城市化规模的不断扩大，长江流域废污水的排放总量在过去几年迅速增加，突发性水污染事件和局部河段严重水污染的情况，在发生频次、强度、影响河流的长度等方面均呈上升的趋势。针对类似情况，在水质预警系统开发方面，国内外都进行了相关的研究。

国外研究现状：国外的水质预警系统研究起步较早,经过多年的发展已较为成熟。如美国在俄亥俄河及密西西比河,英国在特伦特河、迪河及泰恩河，法国在塞纳河都建立了各自的预警系统以应对突发性水污染事故。以英国的特伦特河原水水质监测预警系统为例，该系统使用的监测仪表有液相色谱(用以监测有机物)，气相色谱(用以监测挥发性有机物)、ph、do、电导率、浊度等常规在线水质监测仪和氨氮、有机氮、总有机碳分析仪等，此外，监测站还配有水质自动采样器，以备人工分析确认预警信息。

国内研究现状：近年来，我国多地先后建立了饮用水源地水质监测预警系统，例如：潍坊市原水水质在线监测预警系统、顺德市原水水质在线监测预警系统、徐州市小沿河原水水质在线监测预警系统等等。以小沿河原水水质在线监测预警系统为例，其选用的监测指标有：水温、ph值、溶解氧、电导率、浊度等水质参数，24小时监控小沿河饮用水原水水质的变化情况，预警预报水污染事故。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的饮用水源地水质远程预警系统一共包涵三个部分，分别是水质监测、数据传输以及事故预警模块。

水质的监测模块要完成对水源地水体的实时在线监测功能，首先要先选定适合的水质参数作为监测变量，本次设计选择了浊度、温度、电导率（ec）、ph值、溶解氧（do）这五种最常用的水质参数作为测量对象，这五种参数数据的收集将由它们对应的传感器完成。

在数据传输方面，本次设计采用了基于窄带物联网（nb-iot）技术建立的无线传输方式，同时采用了pic系列单片机作为控制中枢，传感器将收集到的数据交给pic单片机进行处理，随后通过窄带物联网（nb-iot）技术无线传输至云端，并存储在数据库中。而且因为水体的流动性，要达到实时监测的目的，将设定一个固定的时间周期，如10分钟，30分钟，一个小时等，进行周期采样，定时传输。

3. 研究计划与安排

第1－3周:查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需芯片及基本步骤。确定方案，完成开题报告和外文文献翻译。

第3－6周:完成基本电路的设计。

第6－12周:完成程序的编写以及调试，包括生成文件，实现仿真，得到仿真结果。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]苏光云.农用水源水质监测及预警系统开发[d].浙江农林大学，2016.

[2]卢金锁.地表水厂原水水质预警系统研究及应用[d].西安建筑科技大学，2006.

[3]唐媛.基于紫外—可见光谱法水质cod检测的远程监测预警系统的设计与实现[d].重庆大学，2016.