1. 研究背景及意义

水是生命之源，是人类赖以生存和发展的基础。水质安全关系着全人类的未来。在平常的生活中，饮用水的安全也越来越成为人们关心的一个重要话题。因此，实时监测水质信息对于我们的生活和发展具有重要意义。衡量水质有多种多样的指标，包括温度、色度、浑浊度、PH值、悬浮物、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等等，其中，溶解性总固体含量（Total Dissolved Solids，以下简称TDS值）是一个重要的衡量指标，它表示的是水中溶解性固体的含量，包括有机物和无机物。当然，它不能完全反应水质的好坏，但却可以作为重要的参考指标。TDS值可用电导率的值作为参考指标，一般情况下，水中溶解的盐分就越多，电导率越高，TDS值就越高。国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中对饮用自来水的溶解性总固体有限量要求：溶解性总固体≤1000 mg/L。目前几乎所有的水质检测系统都将这一指标纳入到了检测范围中，而家庭中最常用的测量办法就是使用TDS检测笔进行测量，检测过程比较快捷。不过这种办法只能检测到具体的数值，没有其他额外的功能。因此有必要设计一个适合家庭使用的水质检测仪，该检测仪能够自动进行TDS值的测量，并且相对于日常的TDS检测笔，它能够自动记录、连续存储测量时间和数值，并且具有预警的功能，还能够与电脑进行远程通信，由电脑端的程序对数据进行处理。

2. 研究现状

由于这几年国内的环保意识和健康意识大幅加强，实时的水质监测系统最近几年来得到了大幅的发展。但这些水质系统大部分都是很大型的科研或者环境工程，诸如地表水环境监测系统^[1]，美国西部河流河流水质自动监测系统^[2]。这些系统虽然监测方法有效、数据精确、拓展性好，但系统结构太庞大，建设成本、使用成本、维护成本都非常高，根本不适合家庭使用。

而在水质检测技术的发展上，国内很长一段时间是采用人工的方法，费时费力并且对环境变化的反应不够迅速。近些年各类检测设备得到了较大的发展，但目前大部分的仪器厂生产的仍都是单一参数的检测器。根据2013年《中国科技纵横》上的一篇文章研究，现在虽然很多地区的环境监测部门已经开始实施城市水质环境的监测项目^[3]并且已经有很多城市拥有了自己的监测网络，但是到了基层这边，还缺乏相应的设备与手段。

在监测设备的技术上，目前国外已经广泛的应用最先进的微电子技术、最智能的数据采集与分析技术，并且与卫星通信系统结合起来^[4]。而国内多数的实时水质检测系统，多数是通过诸如linux、ARM、MSP430单片机这些平台进行开发的，如基于ARM的养殖水质检测系统^[5]，基于linux的水质检测仪远程数据采集器^[6]，基于MSP430单片机的电导率检测装置^[7]。在多平台的数据互联互通上，也广泛地应用了zigbee和GPRS技术^[8]。

随着人们的生活水平不断提高，对于水质检测系统的要求也在不断提高。目前水质检测系统，首先是性能上朝着参数多、灵敏度高、检测速度快的方向发展，另外，整个系统朝着小型化、在线化、智能化^[9]方向发展。

3. 课题研究目的、原理及实现