水環(huán)境重金屬便攜式檢測儀器的分析控制軟件設計.pdf

1、近年來隨著工業(yè)化水平不斷地提高，水環(huán)境重金屬污染也日益嚴重，這不但對人類的健康造成巨大的威脅，同時也嚴重地破壞了生態(tài)環(huán)境。因此，對湖泊、海洋等水環(huán)境的重金屬濃度的監(jiān)測已經(jīng)成為亟待解決的問題。本文結合無線通信技術、電化學分析技術、Qt和Android軟件技術設計了一套針對便攜式重金屬痕量分析儀器的PC端和移動端的分析控制軟件。本文首先介紹了水環(huán)境重金屬污染的現(xiàn)狀及其危害、實驗室和現(xiàn)場重金屬檢測技術以及化學計量學中常用的多元校正分析方法。其

2、次對電化學溶出伏安原理以及本項目設計的硬件系統(tǒng)進行詳細地介紹，并將現(xiàn)場檢測的結果與專業(yè)檢測中心的檢測結果進行對比分析。
　　本文所作的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.設計了基于Qt框架的PC端和基于Android平臺的移動端分析控制軟件。
　　本文所設計的兩個不同平臺上的軟件，實現(xiàn)了與硬件設備之間的串口通信和無線通信并對其進行控制，對檢測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，并將得到的數(shù)據(jù)以曲線的形式呈現(xiàn)在控制軟件界面上，最終進行重金屬離

3、子濃度的定量分析。此外，還實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存與讀取，數(shù)據(jù)的實時顯示，以及曲線縮放、移動等功能。
　　實驗測試結果表明，該軟件在用于與本項目儀器進行有線串口通訊和無線通訊，以及在實時數(shù)據(jù)動態(tài)顯示方面具有良好的實用性，軟件功能完善，具有良好的穩(wěn)定性和便捷性，人機交互體驗良好。
　　2.深入研究了數(shù)字濾波器和小波去噪方法對實際檢測數(shù)據(jù)的處理方法與效果。
　　對儀器現(xiàn)有的去噪方法進行改進，使用IIR和FIR數(shù)字濾波器中較為常

4、用的濾波器設計方法設計了專門針對本儀器系統(tǒng)實際檢測數(shù)據(jù)的低通濾波器，并且使用基于軟閾值技術的小波去噪方法，對實測數(shù)據(jù)進行去噪處理并分析結果。
　　分析結果表明，小波去噪方法對于本儀器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效果較為理想，處理后的數(shù)據(jù)完整地保留了溶出伏安曲線中重要的波形特征，并且具有良好的平滑效果，對于后續(xù)的濃度分析具有重要意義。
　　3.提出一種溶出峰提取的改進算法，將其應用于偏最小二乘回歸建模，提高了重金屬離子濃度定量檢測的精度。<