基于STM32單片機(jī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與處理系統(tǒng)

摘 要：目前，小區(qū)生活污水的二次處理存在監(jiān)測(cè)效率低、處理不及時(shí)等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一種基于STM32單片機(jī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與處理系統(tǒng)，系統(tǒng)集成水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS、ESP8266模塊以及C++應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)生活污水的監(jiān)測(cè)。與傳統(tǒng)方法相比，系統(tǒng)具有更高的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度和響應(yīng)能力，可以提升水質(zhì)處理的效率。結(jié)果表明，系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)與處理方面具備顯著的改進(jìn)效果，能夠有效提高小區(qū)生活污水的處理水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；STM32單片機(jī)；ESP8266模塊；FreeRTOS

中圖分類號(hào)：X 832 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在老舊小區(qū)的污水處理改造或新樓宇設(shè)計(jì)中，智慧化和就近處理生活污水的需求日益增長(zhǎng)。對(duì)生活污水進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)處理使水質(zhì)達(dá)到再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用于沖廁、綠化用水、道理澆灑，從而實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用[1]。綜合上述問(wèn)題，本文利用STM32單片機(jī)，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器采集小區(qū)生活污水水質(zhì)，依靠實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理，利用ESP8266模塊將數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器，通過(guò)客戶端實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的可視化展示和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制[2]。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)通過(guò)超聲波傳感器、溫度傳感器、PH傳感器、濁度傳感器和TDS傳感器等多種水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水源參數(shù)的監(jiān)測(cè)。其中，STM32單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理的核心，負(fù)責(zé)對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析和處理。ESP8266模塊作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄海_保數(shù)據(jù)能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到阿里云服務(wù)器。在服務(wù)器端，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理功能保證了數(shù)據(jù)的持久化和可查詢性，同時(shí)，數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，為決策提供依據(jù)。數(shù)據(jù)可視化工具通過(guò)客戶端軟件將水質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的圖表和指示。遠(yuǎn)程控制功能允許用戶通過(guò)客戶端對(duì)水泵、步進(jìn)電機(jī)、繼電器等設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化管理[3]。此外，系統(tǒng)還包括了蜂鳴器和LED指示燈等報(bào)警和狀態(tài)指示設(shè)備以及電源模塊，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于STM32F103系列單片機(jī)作為核心控制系統(tǒng)，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)小區(qū)生活污水情況。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后，系統(tǒng)控制處理設(shè)備的執(zhí)行，同時(shí)通過(guò)UART串口通信，將數(shù)據(jù)發(fā)送到ESP8266模塊，再由ESP8266模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到阿里云服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與處理。

2.1 STM32F103主控模塊

STM32F103系列單片機(jī)采用ARM32位的Cortex-M3內(nèi)核，運(yùn)行頻率高達(dá)72MHz，具有低功耗設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)內(nèi)部集成128KB的Flash存儲(chǔ)空間，可用于記錄水質(zhì)指標(biāo)的基本信息。單片機(jī)含有21個(gè)AD轉(zhuǎn)換的GPIO引腳接口，可同時(shí)采集水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)。同時(shí)，STM32F103還有豐富的GPIO口資源，可用于控制投藥裝置、報(bào)警裝置等多個(gè)執(zhí)行單元，保證了系統(tǒng)控制的靈活性和多樣性。

2.2 傳感器模塊

溫度傳感器采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，它具有低功耗設(shè)計(jì)、強(qiáng)大的抗干擾能力等特點(diǎn)。單片機(jī)讀取溫度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)后，需要將數(shù)據(jù)變換為數(shù)字溫度。當(dāng)數(shù)據(jù)低8位全部為0 時(shí)，取溫度為正，否則取負(fù)。數(shù)字溫度計(jì)算形式為16乘以數(shù)據(jù)的高8位，加上0.0625乘以數(shù)據(jù)的低8位來(lái)得到。在本系統(tǒng)中，用于檢測(cè)其水質(zhì)溫度和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度。電路原理圖如圖2所示。電路的核心是DS18B20傳感器，它通過(guò)VCC和GND引腳連接到電源和地線。電路中包括2個(gè)電阻：1個(gè)10kΩ的上拉電阻R1和1個(gè)1kΩ的電阻R2。R1用于為DS18B20的數(shù)據(jù)線提供上拉電壓，當(dāng)數(shù)據(jù)線空閑時(shí)保持高電平狀態(tài)。R2用于限制LED指示燈的電流。LED指示燈通過(guò)1kΩ的限流電阻連接到VCC，以提供操作狀態(tài)的反饋。

PH傳感器通過(guò)測(cè)量溶液中的氫離子濃度來(lái)檢測(cè)pH值。它將PH值轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，單片機(jī)通過(guò)ADC模塊讀取模擬電壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。利用校準(zhǔn)曲線公式y(tǒng)=-5.7541x+16.654（R2=1），將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為pH值。在本系統(tǒng)中用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)的pH濃度。

濁度傳感器利用光學(xué)原理，通過(guò)溶液中的透光率和散射率來(lái)綜合判斷水的濁度。單片機(jī)通過(guò)ADC模塊讀取模擬電壓信號(hào)，根據(jù)傳感器特性和校準(zhǔn)曲線將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為濁度值，其濁度值與模塊輸出電壓滿足以下關(guān)系：TU=-865.68×U+K（TU為當(dāng)前濁度值，U為當(dāng)前溫度條件下模塊的輸出電壓值，K為截距值）。溫度校正公式為ΔU=-0.0192×（T-25）（ΔU為溫度變化引起的電壓差，T為當(dāng)前測(cè)量溫度值）。在本系統(tǒng)中用于檢測(cè)其水質(zhì)渾濁度狀況[4]。

TDS電導(dǎo)率傳感器采用電極法測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率。將TDS傳感器輸出引腳連接到STM32單片機(jī)的模擬輸入引腳，接收傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)，使用ADC模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，再根據(jù)傳感器特性和校準(zhǔn)曲線將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為T(mén)DS值，TDS標(biāo)準(zhǔn)曲線公式和溫度修正系數(shù)分別如公式（1）～公式（4）所示。在本系統(tǒng)中用于檢測(cè)其水質(zhì)的TDS溶解性固體總量。

T修正=1+0.02×（T測(cè)試-25） （1）

V修正=T修正×V測(cè)試 （2）

TDS測(cè)試值=（66.71×V 3修正-127.93×V2修正+428.7×V修正）×K

（3）

K=TDS標(biāo)準(zhǔn)值/TDS測(cè)量值 （4）

式中：T修正為溫度校正系數(shù)；T測(cè)試為待測(cè)溶液測(cè)量溫度；V修正為修正后的傳感器模塊AO口輸出電壓值；V測(cè)試為傳感器模塊AO口輸出電壓值；K為修正系數(shù)。

HC-SR04超聲波測(cè)距傳感器采用IO口TRIG 觸發(fā)測(cè)距。將超聲波傳感器的Trig和Echo引腳連接到STM32單片機(jī)的GPIO輸出和輸入引腳，用于向Trig引腳發(fā)送高電平信號(hào)，以觸發(fā)超聲波發(fā)射。然后，等待Echo引腳輸出高電平信號(hào)，記錄計(jì)數(shù)器值并通過(guò)公式（距離= 高電平時(shí)間×聲速（340m/s）/2）計(jì)算距離。在本系統(tǒng)中用于測(cè)量其水位高度。

2.3 數(shù)據(jù)通信模塊

ESP8266模塊通過(guò)串行通信與STM32單片機(jī)進(jìn)行連接，使用AT指令集來(lái)進(jìn)行配置和控制。在本系統(tǒng)中，ESP-01S 模組的VCC管腳連接3.3V電壓，ESP-01S的TXD、RXD、RST引腳分別連接單片機(jī)的PA3、PA2、PA4引腳，實(shí)現(xiàn)UART通信，剩余管腳懸空。

3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)及流程圖

從系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)始，依次進(jìn)行設(shè)備初始化、網(wǎng)絡(luò)連接、服務(wù)器通信、數(shù)據(jù)采集與處理、決策與控制、用戶交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、異常處理和系統(tǒng)監(jiān)控。系統(tǒng)通過(guò)ESP8266模塊，發(fā)送AT指令連接到云服務(wù)器，利用MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠傳輸，確保與云服務(wù)器的實(shí)時(shí)通信，同時(shí)各個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)單總線讀取溫度、A/D轉(zhuǎn)換獲取濁度、pH值和TDS值。單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，判斷是否超出預(yù)設(shè)閾值[5]。一旦檢測(cè)到異常，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算加藥量并執(zhí)行控制命令，通過(guò)蜂鳴器、加藥泵和繼電器進(jìn)行預(yù)警和控制，同時(shí)客戶端軟件連接服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)顯示，使用戶能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并手動(dòng)干預(yù)。所有數(shù)據(jù)均保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)數(shù)據(jù)，確保穩(wěn)定運(yùn)行，并在設(shè)備溫度異?；蛲C(jī)時(shí)通知用戶，采取安全措施。軟件設(shè)計(jì)整體流程如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集部分由水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器和STM32單片機(jī)組成，通過(guò)ADC模塊將傳感器的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并根據(jù)傳感器特性和校準(zhǔn)曲線將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為測(cè)量值，然后通過(guò)串口發(fā)送至上層系統(tǒng)。ADC模塊的初始化包括定義數(shù)組、配置GPIO、設(shè)置DMA參數(shù)、配置ADC工作模式和復(fù)位校準(zhǔn)寄存器。串口程序負(fù)責(zé)初始化通信參數(shù)、配置數(shù)據(jù)格式和中斷優(yōu)先級(jí)。

控制處理部分包括繼電器、蜂鳴器和LED指示燈模塊，通過(guò)客戶端發(fā)送控制命令至服務(wù)器，服務(wù)器接收并下發(fā)指令至硬件終端。ESP8266模塊接收到指令后通過(guò)串口發(fā)送1條包括控制命令相關(guān)信息的報(bào)文，串口利用DMA中斷將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至緩沖區(qū)。DMA發(fā)出空閑中斷表示數(shù)據(jù)接收完成，隨后將緩沖區(qū)中完整的數(shù)據(jù)復(fù)制到接收緩沖區(qū)。接著，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剝離MQTT 封裝、提取關(guān)鍵命令等操作，根據(jù)關(guān)鍵詞控制繼電器、蜂鳴器等設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。具體代碼如下。

void ESP8266_GetIPD（）

{

char *ptrIPD=NULL ;

char *data =NULL;

int result = 0;

Char*IPD=\"+MQTTSUBRECV：0，＼\"/sys/k0c599npYF6/water_manage/thing/service/property/set＼\"，\";

if（ESP8266_WaitRecive（） == REV_OK）

{

ptrIPD = strstr（（char *）esp8266_buf， IPD）;

if（ptrIPD == NULL）

{

return;

}

else

{

ptrIPD=strstr（（char*）ptrIPD，\"items\"）;

char PUB_TOPIC3[128]; if（strstr（（char *）ptrIPD， “Pump1_state”）！=NULL

{

ptrIPD = strstr（ptrIPD， \"value\"）;

if（ptrIPD ！= NULL）

{

ptrIPD = strchr（（char*）ptrIPD， '：'）;

data = ptrIPD+1; //1}}}

if（data[0] == '0'）

{

GPIO_ResetBits（GPIOE， GPIO_Pin_7）;

PUMP1LEDdata=0; }

if（data[0] == '1'）

{ GPIO_SetBits（GPIOE， GPIO_Pin_7）;

PUMP1LEDdata=1; }

}

}

ESP8266_SendCmd（PUB_TOPIC3， \"OK\"）;

delay_ms（200）;

memset（PUB_TOPIC3，0，sizeof（PUB_TOPIC3））;

ptrIPD=NULL;

data =NULL;

ESP8266_Clear（）;

}

}

}

3.3 RTOS操作系統(tǒng)多任務(wù)設(shè)計(jì)

FreeRTOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是支持多任務(wù)，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)存在，并根據(jù)一定的調(diào)度規(guī)則進(jìn)行任務(wù)切換。多任務(wù)使CPU的利用率達(dá)到最大，可以將軟件最大程度地模塊化，便于編寫(xiě)。本系統(tǒng)將工作劃分為3個(gè)任務(wù)，優(yōu)先級(jí)從高到低依次是數(shù)據(jù)采集與發(fā)送任務(wù)、預(yù)警控制任務(wù)、命令下發(fā)任務(wù)。數(shù)據(jù)采集與發(fā)送任務(wù)通過(guò)STM32單片機(jī)與傳感器的通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)通過(guò)ESP8266模塊發(fā)送至阿里云服務(wù)器。預(yù)警控制任務(wù)監(jiān)控水質(zhì)數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)，通過(guò)單片機(jī)控制相關(guān)設(shè)備（例如加藥泵、蜂鳴器和繼電器）進(jìn)行處理。命令下發(fā)任務(wù)通過(guò)客戶端向阿里云服務(wù)器下發(fā)命令，使用串口和DMA中斷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效接收和處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備的遠(yuǎn)程控制[6]。部分關(guān)鍵代碼如下。

//數(shù)據(jù)上傳任務(wù)函數(shù)

void upload_data_task（void *pvParameters）

{

while （1）

{

ESP8266_GetIPD（）;

float TSWvalue = TSW30Monitor_function（）; " " float TDSvalue = TDSMonitor_function（）; float PHvalue = PHMonitor_function（）; float TEMPvalue = DS18B20_Get_Temp（）/10;

float Distance = HCSR04_GetDistance（TEMPvalue）/10;

float facilityvalue =DS18B201_Get_Temp（）/10;

ESP8266_SendData（TEMPvalue，TSWvalue，TDSvalue，PHvalue，Distance，facilityvalue）;

ESP8266_Clear（）; vTaskDelay（4000）;

}

}

//命令下發(fā)任務(wù)函數(shù)

void Order_issuance_task（void *pvParameters）

{

while（1）

{

ESP8266_GetIPD（）;

vTaskDelay（500）;

}

}

//報(bào)警控制任務(wù)函數(shù)

void alarm_control_task（void *pvParameters）

{

while（1）

{

ESP8266_GetIPD（）;

float TSWvalue = TSW30Monitor_function（）; float TDSvalue = TDSMonitor_function（）; float

PHvalue = PHMonitor_function（）;

float TEMPvalue = DS18B20_Get_Temp（）/10; float Distance = HCSR04_GetDistance（TEMPvalue）/10;

Alarm_function（ TEMPvalue， TSWvalue， TDSvalue， PHvalue， Distance）;

vTaskDelay（500）;

}

}

//創(chuàng)建數(shù)據(jù)上傳任務(wù)

xTaskCreate（（TaskFunction_t ）upload_data_task，

（const char* ）\"upload_data_task\"，

（uint16_t ）upload_data_STK_SIZE，

（void* ）NULL，

（UBaseType_t ）upload_data_TASK_PRIO，

（TaskHandle_t* ）amp;upload_data_Task_Handler）;

vTaskStartScheduler（）; //開(kāi)啟任務(wù)調(diào)度

}

3.4 服務(wù)器及客戶端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，確保了設(shè)備連接的安全性和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。首先，在平臺(tái)上創(chuàng)建設(shè)備，獲取設(shè)備的三元組信息（ProductKey、DeviceName、DeviceSecret）。其次，在ESP8266模塊上安裝MQTT協(xié)議驅(qū)動(dòng)，編寫(xiě)程序并通過(guò)ESP8266模塊發(fā)送AT指令連接到阿里云服務(wù)器，并發(fā)布/訂閱主題，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換。

客戶端終端采用C++語(yǔ)言編寫(xiě)，使用QT進(jìn)行界面設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。利用MQTT協(xié)議與阿里云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過(guò)獲取云服務(wù)器的IP地址、端口號(hào)、設(shè)備的三元組信息以及MQTT版本號(hào)，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的連接。通過(guò)訂閱Topic主題來(lái)實(shí)時(shí)獲取終端設(shè)備上的數(shù)據(jù)?？蛻舳诉B接到阿里云服務(wù)器的部分關(guān)鍵代碼如下。

void fun：：ConnectAliyun（）

{

m_client = new QMqttClient（this）;

m_client-gt;setHostname（\"iot-06z00hu6v44x0d3.mqtt.iothub.aliyuncs.com\"）;

m_client-gt;setPort（1883）;

m_client-gt;setClientId（\"k0c599npYF6.water_qtduan|securemode=2，signmethod=hmacsha256，timestamp=1710417924697|\"）;

m_client-gt;setUsername（\"water_qtduanamp;k0c599npYF6\"）;

m_client-gt;setPassword（\"3530f5474d68a3b0c1fea1d0b3c4953b927ce92ed00af91df4d19f6cde57ff8e\"）;

m_client-gt;setProtocolVersion（QMqttClient：：MQTT_3_1_1）;

m_client-gt;connectToHost（）;

QObject：：connect（m_client， amp;QMqttClient：：connected， this， amp;fun：：onConnected）;

m_client-gt;connectToHost（）;

QObject：：connect（m_client，amp;QMqttClient：：messageReceived，this，amp;fun：：onMessageReceived）;

}

4 系統(tǒng)綜合測(cè)試

系統(tǒng)初始化與傳感器監(jiān)測(cè)：開(kāi)啟電源后，STM32單片機(jī)初始化外圍設(shè)備，系統(tǒng)自動(dòng)配置ESP8266模塊，通過(guò)發(fā)送AT指令連接Wi-Fi，根據(jù)三元組信息，利用AT指令接入阿里云服務(wù)器，同時(shí)訂閱主題，用于請(qǐng)求數(shù)據(jù)到服務(wù)器。系統(tǒng)初始化成功后，聽(tīng)到蜂鳴器發(fā)出一聲?shū)Q叫，LED綠燈亮起，表示設(shè)備準(zhǔn)備就緒。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸：傳感器開(kāi)始監(jiān)測(cè)水源，溫度傳感器、TDS傳感器、濁度傳感器、pH傳感器均浸沒(méi)在水源中，超聲波傳感器安裝在水箱的頂部位置。STM32單片機(jī)通過(guò)USART串口將數(shù)據(jù)傳輸至電腦進(jìn)行顯示和調(diào)試[7]。利用RTOS操作系統(tǒng)的多任務(wù)處理機(jī)制，每5s采集水質(zhì)數(shù)據(jù)并發(fā)送至阿里云服務(wù)器，客戶端接收數(shù)據(jù)后，以數(shù)據(jù)和折線圖的形式進(jìn)行展示，經(jīng)過(guò)觀察，監(jiān)測(cè)到的水質(zhì)數(shù)據(jù)均在誤差范圍內(nèi)。

溫度閥值設(shè)置和控制：在客戶端手動(dòng)設(shè)定設(shè)備環(huán)境溫度閾值為60℃，同時(shí)發(fā)送命令至單片機(jī)。利用打火機(jī)在溫度傳感器附近進(jìn)行模擬熱源。當(dāng)模擬高溫環(huán)境時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)警報(bào)，LED指示燈變紅。溫度下降后，警報(bào)解除，LED指示燈變綠[8]。

遠(yuǎn)程控制加藥泵：在數(shù)據(jù)采集和傳輸功能正常運(yùn)行下，利用RTOS多任務(wù)處理機(jī)制，通過(guò)客戶端遠(yuǎn)程控制加藥泵。單擊打開(kāi)繼電器，連接在繼電器上的加藥泵開(kāi)始工作，自動(dòng)添加藥劑到測(cè)試水源中；單擊關(guān)閉繼電器，加藥泵停止工作，表示加藥完成。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)傳感器模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小區(qū)生活污水水質(zhì)，結(jié)合STM32單片機(jī)和RTOS操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理。通過(guò)MQTT協(xié)議，利用ESP8266模塊將數(shù)據(jù)傳輸至阿里云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和硬件終端的遠(yuǎn)程控制，有效解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段中人力資源浪費(fèi)和實(shí)時(shí)性不足的問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)采用智能化和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)，使監(jiān)測(cè)人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控水資源質(zhì)量。未來(lái)還可進(jìn)一步擴(kuò)展功能，例如增加水質(zhì)大數(shù)據(jù)分析、智能決策支持等，進(jìn)一步提升小區(qū)水質(zhì)管理的智能化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]安芳萊.一體化生活污水處理裝置在天竺空港小區(qū)工程中的應(yīng)用[J].科技資訊，2011（24）：38-39.

[2]馮遠(yuǎn)翔，潘小琴.基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2019，9（7）：69-71.

[3]史磊.基于單片機(jī)的水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子制作，2022，30（15）：30-33，25.

[4]廖東南. 一種在線實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及其通訊機(jī)制的實(shí)現(xiàn)[D].北京：清華大學(xué)，2005.

[5]蘭翔.自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在水質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用與研究[J].能源與環(huán)保，2021，43（7）：269-274.

[6]郭富恒，賀媛媛.基于FreeRTOS的物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].智能物聯(lián)技術(shù)，2022，5（2）：48-52.

[7]楊曉芳，徐煒旻.基于單片機(jī)的水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)[J].信息記錄材料，2022，23（9）：153-155.

[8]任豐蘭，操政，姚星.基于單片機(jī)的水質(zhì)檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2023，52（6）：166-169，248.

通信作者：白偉華（1976-）， 男，漢族，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橘Y源調(diào)度優(yōu)化、協(xié)同計(jì)算、深度學(xué)習(xí)。