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

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1、北京化工大学硕士学位论文基于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姓名：张帆申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：高美娟20090604摘要基于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S3C44BOX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

2、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

3、用了扩展卡尔曼滤波器(EKF)来滤除电极测量时的白噪声。北京化工大学硕士学位论文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。关键词：一体化MBR，生态化污水处理，ZigBee技术，自动监测系统ⅡABSTRACTDESIGNoFTHEWIRELESSAUToMATICMoNITOIUNGSYS

4、TEMOFECoLOGICALSEWAGETREATMENTBASEDoNZIGBEETECHNoLoGYAsanewlyarisentechnologyforsewageresourceregeneration，theecologicalsewagetreatmenttechnologycanbeusedforeffectivelyimplementatingofthetreatmentofwastewaterecologicallyandhamalessly．Ithasgraduallybecomearesearchhotspotinthefieldofsewagetreatmentb

5、othathomeandabroadinrecentyears．Forthemonitoringrequirementofthemulti—parameteroftheintegratedMBRmembranetechnologysewagetreatmentprocess，weusetheembeddedARMmicroprocessorS3C44BOXasthecoreandthewirelessZigBeechipCC2420toimplementateoftheremoteautomaticmonitoringofmulti—parameterforsewagetreatmentp

6、rocess．Themaintargetparametersofthemonitoringinclude：oxidation-reductionpotential，dissolvedoxygen，PH，totalnitrogenandtemperature．Amongthem，themeasurementmethodisdepolarizationoftheoxidation-reductionpotential；Clarkelectrodemethodofthedissolvedoxygen；PHglasselectrodeofthePHvalue；theammoniasensitive

7、electrodeofthetotalnitrogenandtheintegratedtemperaturesensorAD590oftemperaturemeasurement．Forthespecificityandthecomplexityoftheenvironmentofsewagetreatment，weusetheIII北京化工人学顾：I：学位论文ZigBeecommunicationwhichisspec