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摘 要

膜处理技术广泛用于污水处理，为了方便地数据记录，提高膜处理装置的处理效率，开发了用于膜处理装置的数据采集系统。此数据采集系统采用以嵌入式微处理器STM32F107VCT6为核心的开发板作下位机，与高度集成的SIM800E无线GPRS模块结合起来，采用K型热电偶温度传感器测量温度。不仅能够实现数据的实时采集，还能将数据通过GPRS模块传输到PC机上，在PC机上显示。该系统设计简单，性能可靠，通信稳定，运行稳定，具有较高的实用价值，能够方便快捷的采集到温度数据，具有较强的实用性。适合数据采集系统发展的趋势，也为分布式数据采集系统的研究打下基础，能在更深、更广的领域发展。

关键字： 膜处理 数据采集系统 K型热电偶 GPRS模块

Membrane treatment pilot equipment data acquisition system

Abstract

Membrane treatment technology is widely used in waste water treatment, in order to convenient to data records, improve the processing efficiency of membrane processing device, data acquisition system for membrane treatment device is developed. This data acquisition system based on embedded MPU STM32F107VCT6 machine as the core development board, and a highly integrated SIM800E wireless GPRS module combination, the K type thermocouple temperature sensor to measure temperature. Not only can realize the data real-time acquisition, but also the transmission of data through the GPRS module to the PC, the PC display. The system design is simple, reliable performance and stable communication, operation is stable and has high practical value, can be quick and easy temperature data collected, with strong practicability. Suitable for the trend of the development of the data acquisition system, and lays the foundation for the research of distributed data acquisition system, can be in deeper and broader areas of development.

Key words: membrane treatment；data acquisition system ；K type thermocouple ；GPRS module

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景及研究意义 1

1.2国内外数据采集技术的研究现状 1

1.3本文的主要任务及结构 2

1.4本章小结 3

第二章 数据采集系统的测量原理与技术 4

2.1数据采集系统的概念 4

2.2 数据采集基本原理和方案 4

2.2.1温度检测原理 4

2.2.2 GPRS无线传输技术 4

2.3数据采集系统的方案 5

2.4数据采集系统设计中使用的技术 6

2.4.1 嵌入式系统的简介 6

2.4.2 ARM简介 6

2.4小结 7

第三章 膜处理装置数据采集系统硬件设计 8

3.1引言 8

3.2主控制器的选型 8

3.3 控制控制器的最小系统 9

3.4 串行接口 12

3.5 温度检测模块 12

3.6 GPRS通信模块 14

3.7 小结 16

第四章 膜处理装置数据采集系统软件设计 17

4.1引言 17

4.2串口调试程序 17

4.3 AD转换程序 19

4.4 温度采集程序 20

4.5小结 21

第五章 系统调试 22

第六章 总结展望 25

参考文献 26

致谢 27

附录 28

第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

国内外广泛采用膜处理基础处理污水，并取得了较好的处理效率，新型膜材料以及相应的新处理工艺也层出不穷。它的作用原理是依靠外界施加压力，利用膜的选择透过性使水透过膜而污染物质则被膜截住，以此达到去除水体污染物的目的。膜的种类多种多样，大概分有机膜和无机膜。有机膜如聚乙烯、聚四氟乙烯等聚烯烃类,纤维素等;无机膜如陶瓷膜、玻璃膜等^[1]。由于膜处理技术的用膜技术处理净化水在国内外得到迅速发展^[2]。

另一方面，数据采集系统已被广泛的应用到工业控制、智能家居、各类仪表、消费性电子设备、医疗器械等领域，为能更全面的获取外界信息打下坚实的基础^[3]。数据采集技术综合了计算机、测控、通信等技术^[4]。基于ARM的嵌入式数据采集与处理系统结构清晰、通用性好、可扩展性强，可为各种嵌入式应用提供一套完整的硬、软件解决方案，在工业测量与控制领域具有较为广阔的应用前景^[5]。

此外，无线数据传输技术在今年了得到了很大的发展，无线数据采集器数据传输具有很强的实时性和很高的传输效率。数据传输分为发送和接收两方面。无线网络技术将逐步代替有线网络技术实现数据通信。

在膜处理装置上装备数据采集实验系统，利用传感器技术、数据采集技术和GPRS无线传感器网络技术相结合，有效解决了有线数据采集系统布线困难、传输途径受限、扩充性差等有关问题，同时能够解决膜处理装置中数据的采集、传输、储存与处理等问题。它不仅有强大的处理信息能力，还有无线通信的功能。这种利用各种集成化的微型传感器来实现监测、数据传输的无线传感器网络提高了人们获取信息的效率，应用前景广泛。

1.2国内外数据采集技术的研究现状

数据采集系统起始于20世纪50年代，美国首先将数据采集技术用于军事上的测试系统，测试任务由测试设备告诉并自动控制完成。20世纪60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此时的数据采集设备大多采用专用的采集系统。20世纪70年代中后期，随着微型计算机技术的发展，诞生了采集器、仪表同计算机融为一体的数据采集系统。20世纪80年代，计算机得到了普及和应用，数据采集系统得到了极大的发展，出现了通用的数据采集和自动测试系统。20世纪90年代至今，众多具有先进技术的国家已将数据采集技术广泛用于军事、工业、宇航等领域。

数据采集技术在不断的发展。首先，在分布式控制应用方面，智能数据采集系统正在发展。其次,总线兼容型数据采集插件的数量不断增多,数据采集系统也在发展，能够兼容更多的个人计算机。随着分布式控制在各个领域里的普遍应用,数据采集设备开始同控制设备相结合。

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