文 献 综 述
1 研究背景
随着经济的快速发展,环境污染问题也愈发严重,因此,有关环境保护的生态问题成为国际社会我国家社会发展关注的重点[1]。水作为人类赖以生存的最重要的自然资源,关于水污染的治理问题更是重中之重。环境保护局的数据显示,我国现在已有达到26%V级的七个主要河流系统的水将无法饮用,甚至无法灌溉[2]。水污染治理迫在眉睫。
在水污染治理的过程中,水质监测是关键的前提环节。水质监测是通过监视和测定水体中污染物的种类,各类污染物的浓度及变化趋势,评价水质状况的过程。通过水质监测可以将水污染状况进行量化分析,让水污染的治理工作可以有针对性地展开。
同时,随着科学技术的发展,让水质监测系统的实时性,监测设备的便携性,以及监测的数据结果的存储和共享成为可能和现阶段的发展趋势[3]-[4]。
2 研究现状
2.1 硬件平台
文献[5]提出了基于Arduino平台的水质监测系统。Arduino是一个开放的单片机开发人机互动产品的软硬件平台,有着丰富的软硬件资源而且十分易用[6]-[7]-[8]。该文献提出将传感器模块化接在Arduino平台,同时通过在Arduino平台加入蓝牙或其他通信模块用于数据传输,通过在开发环境IDE中编写程序,实现传感器检测数据的采集和数据上传。
文献[9]提出了一种基于ARM FPGA的多参数测量的水质监测仪,采用ARM与FPGA相结合的方法,利用FPGA的并行工作模式,同时对水质进行多路信号采集及存储,然后通过ARM处理器进行处理分析和人机交互。能够同时满足测量精度和多参数测量的要求。
比较而言,Arduino平台更具有综合性,编程语言易学,使用更加方便,同时传感器模块化使得传感器的选择与运用更加灵活,因此在实际的生活中有着更广泛的应用。
2.2 水质监测系统
2.2.1 基于智能手机的水质监测系统
文献[5][10]中提出了提出基于智能手机的水质监测系统。智能手机内置有功能强大的中央处理器,还有用户友好的操作系统,便捷的触摸屏显示器和充足的数据存储。通过智能手机中应用程序的设计实现与水质传感器之间的数据传输。水质传感器的监测数据通过蓝牙短距离传输到智能手机中,以便在智能手机中进行数据存储或进一步的数据分析;智能手机也可以通过蓝牙发送控制信号,控制检测设备的运行。
文献[10]中还提出将水质监测与云地图相结合,让操作人员可以通过智能手机的应用程序将监测样品的相关信息,包括水质监测的结果和水质监测的日期测试地点一起利用无线网络上传到云地图网站,而该网站提供全球的注册使用服务,这样用户的测试结果便可以在云地图网站上实现共享。同时还可以结合云地图生成时空水质污染地图,让测试结果更加直观清晰的展现。
基于智能手机的水质监测系统充分利用了智能手机本身强大的功能特性,通过蓝牙实现水质传感器与智能手机间的信息传输,通过无线网络将水质信息共享。这样的系统具有可移动、便携式的优点,并具有成本效益,在跟踪和查找水污染方面非常有用。
