基于光電復(fù)合傳感器的重金屬檢測及無線通訊系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致的重金屬對水質(zhì)的污染不但損害著人類的健康，而且給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的破壞。如何檢測湖泊、海洋等水質(zhì)的重金屬含量成了當(dāng)務(wù)之急。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)概念的發(fā)展，其越來越多的應(yīng)用到了環(huán)境檢測中去。本文結(jié)合了無線技術(shù)，基于重金屬傳感器設(shè)計了一套水質(zhì)重金屬的檢測系統(tǒng)。所作的工作如下：
　　 本文首先介紹了重金屬的危害和當(dāng)前重金屬檢測的一些技術(shù)和解決方案。接著，研究了應(yīng)用于重金屬檢測的常規(guī)電極、微電極陣列和光尋址電位傳感

2、器(LAPS)以及光電復(fù)合傳感器的原理和檢測方法，并對重金屬無線檢測系統(tǒng)做了系統(tǒng)設(shè)計。在數(shù)據(jù)處理模塊，使用了有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR)對不同信噪比的信號進(jìn)行了濾波；提出了光電復(fù)合傳感器的多元線性回歸模型；研究了溶液背景對檢測結(jié)果的影響，提出了對原始信號加窗去基線的方法；并使用了偏最小二乘法進(jìn)行離子濃度識別。最后通過實(shí)際數(shù)據(jù)驗證了算法的有效性和實(shí)用性。
　　 重金屬無線檢測系統(tǒng)分為無線檢測節(jié)點(diǎn)和無線節(jié)點(diǎn)管理軟件。無線檢測節(jié)點(diǎn)主控

3、板是ARM9，采用的是嵌入式Linux操作系統(tǒng)。ARM主控板中運(yùn)行著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序和測控板控制程序，共同完成與節(jié)點(diǎn)管理軟件的交互。它們接收節(jié)點(diǎn)管理軟件發(fā)送的測量命令，并且能夠回傳檢測到的數(shù)據(jù)。無線節(jié)點(diǎn)管理軟件使用跨平臺的Qt庫實(shí)現(xiàn)，能夠運(yùn)行在Windows或Linux平臺上，其采用多線程技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽。它的主要功能是無線節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、檢測節(jié)點(diǎn)測量過程控制和數(shù)據(jù)接收與分析。
　　 最后，文章介紹了重金屬無線分析系統(tǒng)以及船載重金屬