清洁能源用于改善湖泊水质的控制系统研究

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1、分类号密级公编号碩士蚵究生嗲像恰式题目清洁能源用于改善湖泊水质的控制系统研究学院（所、中心）物理科学技术学院专业名称物理电子学研究生姓名杨洁学号导师姓名戴宏职称一年月扉页论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文

2、的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）摘要摘要湖泊作为我国淡水资源的重要组成部分，与我们日常的生产、生活息息相关。随着大量的工业废水、生活污水直接排入湖泊，造成湖泊水质的日益恶化。改善湖泊水质可以有效缓解用水资源的紧张。本文尝试将清洁能源用于湖泊污水水质的改善，着重对控制系统进行了研究，主要工作和结果如下：、构建了一个可以使用太阳能、风能、海洋能等清洁能源改善湖泊水质的

3、系统，文中使用太阳能作为系统的动力能源。系统融合了物理方法、化学方法和生物方法对湖泊污水进行综合处理。本文着重研究了系统中的物理方法，利用单片机控制执行机构实现了对湖泊污水的智能处理。、完成了控制系统的硬件设计。系统采用单片机作为控制核心和数据处理单元，利用将水位状态对应的模拟电信号和蓄电池端电压信号转换为数字信号，并通过单片机输出信号驱动控制固态继电器实现对水泵电机、离心机电机及紫外灭菌灯工作状态的转换。、完成了控制系统的软件设计。软件设计釆用语言编写，包括蓄电池端电压采集程序、水位状态信号采集程序、输出控制程序以及显示程序。系统测试表明

4、，通过对水位状态及电池能量变化的检测，实现了对水泵、离心机和紫外灭菌灯的智能控制，达到了预期的设计目标。关键词：清洁能源；湖泊水质改善；单片机；控制系统AbstractAbstractAsanimportantpartoffreshwaterresourcesinChina,lakesarecloselyrelatedtoourdailyproductionanddailylife.Withthelargeamountofindustrialwastewater,sewagedischargeddirectlyintothelake，，，，

5、云南大学硕士学位论文目录目录绪研究的背景和意义国内外研究发展现状污水的处理方法污水处理的控制技术论文内容和架构第二章清洁能源用于改善湖泊水质的系统构建清洁能源用于改善湖泊水质的系统供电模块污水综合处理模块污水综合处理工艺控制系统第三章控制系统的硬件设计：控制系统的整体方案单片机模块信号输入采集模块水位检测模块蓄电池采集模块转换模块信号输出控制模块显示模块紫外灭菌灯控制模块异步电动机控制模块设计云南大学硕士学位论文第四章控制系统的软件设计软件平台的搭建控制系统程序设计系统测试第五章总结与展望附录太阳能蓄电池剩余容量与电压的关系附录控制系统的部

6、分源程序代码参考文献第一章绪论第一章绪论研究的背景和意义我国是世界上拥有湖泊较多的国家之一，而且湖泊分布较广，具有较为丰富的湖泊水资源。湖泊功能众多，如城镇日常饮用水、工厂用水、农作物用水、海上运输、防洪、旅游，而且其在很大程度上可以维持区域生态系统平衡⑴。但是，随着工业化和城镇化的迅速推进，片面追求经济发展，不科学的自然改造，给原本相对平衡的生态系统带来极大的伤害。伴随着生态系统的失衡产生了很多环境污染问题，就从目前来看湖泊污染最为突出、也最难治理。湖泊的污染源主要包括点源污染和面源污染点源污染主要是指湖泊附近的居民将生活污水、工厂未达排

7、放标准的废水直接排入湖泊；面源污染是指村镇大量的生活垃圾、污水及家用牲畜的粪便或者农作物种植残余的化肥、农药经雨水的冲刷及下渗进入到湖泊内，造成湖泊的污染。另外，人类对生态的破坏，降低了湖泊的环境容量和自净能力，使湖泊无法承载负荷而导致水体污染。年《我国环境状况公报》显示，我国重点湖泊中水质为优良的约占，水质为轻度污染的约占、水质为中度污染的约占、水质为重度污染的约占。其中，呈现富营养的湖泊比例为、呈现中营养的湖泊比例为和呈现贫营养的湖泊比例为。污染指标基本为总氮、总憐、化学需氧量和生化需氧量、高猛酸盐指数等。湖泊污染主要表现为富营养化、有

8、毒有机物污染、重金属污染、湖泊酸化等。湖泊水体中的氮、磷等营养物质浓度高于正常标准，往往会造成湖泊的富营养化。湖泊的富营养化会造成藻类和水体种群数量的改变，破坏水体生态系统的平衡