基于STM32的智能水质检测系统的设计

蔡刘根+虎号

摘 要：本文设计了一种一STM32单片机为核心控制板，GSM为传输数据平台，各种传感器组成的水质检测系统。由电阻、PH、温度三个检测模块收集水样信息，将水质信息传输到STM32单片机，将水质信息分析后，将处理好的信息分别传输到液晶显示屏和管理人员手中，从而实现对水质的检测。

关键词：STM32单片机；GSM；水质检测

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.115

1 引言

目前，随着国家经济的高速发展，人们的生活水平在不断的提高，但环境污染、水资污染日益严重，导致人们的日常生活受到困扰，所以对水资源的保护意识越来越受到重视，最近几年，保护水资源一直成为社会的热点。据最新统计数据表明，全国近一半城镇饮用水源地水质不符合标准。其中水质检测是水质保护的重要指标，但由于一些被检测的人员环境保护意识淡薄及水质检测设备落后、非智能化，导致检测仪器设备难以发挥应有的作用。而这个智能水质检测系统能够简单快捷的检测出水样的一些简单数据从而检测水样是否被污染，保证人们的饮水安全。

根据以上问题，我们设计一种智能的水质监测系统，其目的可以简单、快捷的监测出周围河流、湖泊等水质的多数参数：如水温、PH值、电导率等重要参数，如果检测的水质，其污染的达到一定的程度时，系统就会自动发报警，并将检测的数据，通过短信实时的发送给相关工作人员，再有相关工作人员发送给周围的群众，提高人们对水资源保护的意识，并通过实际行动，保护环境、保护水源，为了更好的提高人们生活。

2 基于STM32的智能水质检测系统的总体设计方案

（1）项目是由STM32单片机开发板为主控板，还包括了电源模块、GSM模块、传感器模块等组成。其中传感器模块包括温度传感器、PH传感器、电导传感器等各种水质检测传感器。（2）通过各种传感器来检测水体的各种数据，例如温度、PH、电导率等，传感器将数据收集后传输到单片机上，单片机处理后会显示在液晶显示屏上。人可以很直观的了解水体情况。还可以通过GSM模块将数据传输到手机上实现远程监控水体情况。

3 硬件设计电路

硬件设计电路包括电源模块，传感器模块，GSM模块等。下面将分别介绍这几个模块。

3.1 电源模块电路

整个STM32开发板是用12V外接电源供电，然而单片机需要的是5V供电，传感器需要的是3.3V供电，所以需要对电压进行降压处理，所以需要使用LM7805电源芯片将电压稳压成单片机所需的5V，以及使用AMS117将电压稳压传感器模块使用的3.3V。

3.2 传感器模块电路与GSM模块

该系统需要温度传感器、PH传感器、电阻传感器模块。温度、PH、电阻传感器需要连接在单片机的IO口上。而GSM模块用于该系统的通信和手机控制，单片机将检测到的信息通过该系统传输到管理员。

4 软件代码调试

系统开始时首先初始化UART串口，外部中断，初始化结束后进入循环。首先初始化GSM模块，注册成功后单片机开始对数据进行处理。然后单片机将采集的各个传感器信息显示在液晶显示屏上。最后手机可以通过GSM模块来获取水质信息并进行控制。

5 结论

此系统采用GSM技术来对水质进行实时监控，用户可以通过手机信息了解当前的水质状况，可以运用在很多领域，比如可以安装在家庭中，让用户实时了解家中水质情况，保证饮水安全。也可以安装在水库边提醒民众保护水资源，提供最新资料给水利局的人。如果本项目结项，可以先在全省小型水库进行示范推广，在各各个水库安装此系统，对水质的PH，温度进行监控，广大市民可以随时去观察，以便检查此系统的准确性和持久性。

参考文献：

[1]李青.基于STM32的智能水質监测系统的研究和设计[D].合肥工业大学，2015.

[2]田灵燕.广州怡文科技推出智能集成水质监测系统[J].中国水利，2009（11）.

[3]杨铁树.夏丽卿.唐山市陡河水质监测系统设计[J].水科学与工程技术，2009（06）.