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摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

2.5 物联网方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 PH计

3.5 Air724UG模块

3.6 电导率

3.7 浑浊度

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键功能图

4.4 显示函数流程图

4.5 处理函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 Air724UG模块联网

5.3 设置阈值实物测试

5.4 蜂鸣器报警实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2上电仿真测试

6.3 设置阈值仿真测试

6.4 蜂鸣器报警仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染问题日益严重，水质监测成为保障饮用水安全、环境保护和工业生产的重要环节。传统的水质监测方法通常依赖于实验室分析，存在检测周期长、成本高、实时性差等问题。因此，开发一种高效、实时、智能的水质监测系统具有重要的现实意义。基于STM32单片机的水质检测系统能够实时采集和处理水质数据，大大缩短了检测周期，提高了监测效率；通过集成多种传感器和模块，该系统能够实现多参数的同步监测，减少了设备和维护成本；系统能够实时显示和播报水质参数，及时发现水质异常，为应急处理提供数据支持；通过4G模块，系统能够将数据传输至云平台，实现远程监控和管理，支持手机远程设置，提高了管理的智能化水平；该系统不仅适用于饮用水监测，还可应用于工业废水处理、环境监测等领域，具有广泛的应用前景。基于STM32单片机的水质检测系统通过集成多种传感器和模块，实现了对水质参数的全面监测和控制，具有高效、实时、智能的特点，能够有效提高水质监测的效率和准确性，降低成本，增强实时性和智能化管理水平，具有重要的实际意义和广泛的应用前景。

1.2 国内外研究现状

近年来，国内在水质监测领域的研究取得了显著进展，主要集中在传感器技术、嵌入式系统、无线通信技术和智能算法等方面。国内研究者开发了多种水质传感器，如PH传感器、TDS传感器、浊度传感器等，这些传感器在精度、稳定性和成本方面不断优化。基于单片机和嵌入式系统的水质监测设备逐渐普及，如基于STM32、Arduino等平台的系统，实现了多参数的实时监测和数据处理。随着物联网技术的发展，国内研究者开始将无线通信技术（如Wi-Fi、ZigBee、4G等）应用于水质监测系统，实现了数据的远程传输和监控。人工智能和大数据技术在水质监测中的应用逐渐增多，如利用机器学习算法进行水质预测和异常检测，提高了监测的智能化水平。国外在水质监测领域的研究起步较早，技术相对成熟，主要集中在高精度传感器、集成化系统、无线传感器网络和智能分析平台等方面。国外研究者开发了多种高精度水质传感器，如光学传感器、电化学传感器等，这些传感器在复杂环境下的性能表现优异。国外研究者设计了多种集成化水质监测系统，如便携式水质监测仪、固定式水质监测站等，这些系统在功能和性能上具有较高的水平。国外研究者广泛应用无线传感器网络（WSN）技术，构建了大规模的水质监测网络，实现了对水体的全面覆盖和实时监测。国外研究者开发了多种智能分析平台，如基于云计算的水质数据分析平台，利用大数据和人工智能技术进行水质预测、趋势分析和决策支持。未来，随着技术的进一步发展，水质监测系统将更加智能化、集成化和网络化，为水资源管理和环境保护提供更加有力的支持。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的水质检测系统，主要实现以下功能：

1.实时监测温度值，PH值，电导率

2.可通过按键设置PH值上下限，电导率的阈值

3.通过4G连接阿里云，在APP上实时查看数据

4.当PH值不在设置的上下限之间，或电导率大于阈值，蜂鸣器报警

5.可通过语音模块输出当前的实时温度值，PH值，电导率