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《北京化工大学》 2009年
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基于ZigBee技术的生态化污水处理无线自动监测系统的设计与实现

张帆  
【摘要】: 生态化污水处理技术作为一项污水资源再生的新兴技术,可以有效的实现生活污水的生态化、无害化处理,已经逐步成为近年来国内外污水处理领域研究的热点。本课题针对一体化MBR生物膜技术污水处理过程的多参数监测需求,以嵌入式ARM微处理器S3C44B0X为核心,利用无线ZigBee芯片CC2420,设计了污水处理过程中多个参数的无线远程自动监测系统。系统监测的参数指标主要包括:氧化还原电位,溶解氧量、PH值、氨氮总量、温度等。其中,氧化还原电位用去极化法测量;溶解氧量用Clark溶氧电极法测量;PH值采用PH复合玻璃电极测量;氨氮总量采用氨气敏电极测量;温度采用集成温度传感器AD590测量。针对污水处理环境的复杂和特殊性,采用了专门针对无线数据采集和监测的ZigBee通信方式,设计并实现了采集终端与监测中心的数据通信,并扩展了串口通信方式使得监测数据在上位PC机中能够实时查看和存储。 另外,为了提高采集信号的精度和可靠性,在硬件方面,本文设计了有源低通滤波电路来滤除信号中携带的高频杂波;在软件方面,设计了限幅平均滤波算法来去除测量数据中突变的不良数据,并利用了扩展卡尔曼滤波器(EKF)来滤除电极测量时的白噪声。 系统软件以嵌入式集成交叉编译环境ADS为平台,在目标机上移植了引导程序,并在此基础上开发了应用子程序,包括数据采集、数据处理及通信子程序,在嵌入式平台上实现了CC2420的驱动及ZigBee协议栈。最后,在PC机上开发了MBR污水处理过程多参数监测软件,通过该软件对系统采集的多项参数进行实时查看,为一体化MBR污水处理技术的进一步优化提供了保证。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP274.4

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【引证文献】
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