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设计说明书

合肥特纳斯科技有限公司

摘　要

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

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 温度采集模块

3.6 PH值采集传感器模块

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 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2信息显示

5.3 阈值设置测试

5.4 云智能APP测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2 信息显示

6.3 阈值设置测试

6.4 WIFI串口测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

一、选题背景

随着全球经济的发展和人口的增长，海洋资源的开发和利用越来越受到人们的关注。然而，海洋环境也面临着日益严重的污染和破坏，如海洋垃圾、石油泄漏、温室气体排放等问题，这些问题不仅影响了海洋生态系统的平衡和稳定，也对人类的生存和发展带来了威胁。

为了保护海洋环境，实现海洋资源的可持续利用，需要对海洋环境进行实时、准确的监测。传统的海洋环境监测方法主要依靠人工采样和实验室分析，这种方法不仅耗时、费力，而且监测范围有限，难以满足现代海洋环境监测的需求。

随着电子技术和计算机技术的发展，单片机技术在海洋环境监测领域得到了广泛的应用。单片机具有体积小、功耗低、可靠性高、价格便宜等优点，可以实现对海洋环境参数的实时采集、处理和传输，为海洋环境监测提供了一种新的技术手段。

二、实际意义

保护海洋生态环境

基于单片机的海洋环境监测系统可以实时监测海洋中的水质、水温、盐度、溶解氧等参数，及时发现海洋环境中的异常情况，如水质污染、水温升高、盐度变化等，为保护海洋生态环境提供科学依据。

通过对海洋环境的长期监测，可以了解海洋生态系统的变化趋势，为制定海洋环境保护政策提供参考。

促进海洋资源的可持续利用

海洋环境监测系统可以监测海洋中的渔业资源、矿产资源等，为海洋资源的开发和利用提供科学依据。

通过对海洋环境的监测，可以及时发现海洋资源开发过程中的环境问题，如海洋污染、生态破坏等，采取相应的措施加以解决，促进海洋资源的可持续利用。

提高海洋灾害预警能力

海洋环境监测系统可以监测海洋中的海浪、潮汐、海流等参数，为海洋灾害预警提供科学依据。

通过对海洋环境的实时监测，可以及时发现海洋灾害的前兆，如海浪增大、潮汐异常、海流变化等，提前发出预警信号，减少海洋灾害带来的损失。

推动海洋科技的发展

基于单片机的海洋环境监测系统是一种集电子技术、计算机技术、传感器技术等多种技术于一体的综合性系统，它的研发和应用需要涉及到多个领域的知识和技术，这将推动海洋科技的发展。

海洋环境监测系统的不断完善和升级，将为海洋科技的发展提供新的思路和方法，促进海洋科技的创新和进步。

1.2 国内外研究现状

一、国外研究现状

在国外，基于单片机的海洋环境监测系统的研究起步较早，技术也相对成熟。

许多发达国家投入大量资金和人力进行海洋环境监测技术的研发。例如，美国拥有先进的海洋监测网络，利用卫星、浮标、水下传感器等多种手段，结合单片机等微处理器进行数据采集和处理。这些系统可以实时监测海洋的温度、盐度、深度、海流、波浪等多种参数，并通过卫星通信将数据传输到地面控制中心进行分析和处理。

欧洲国家也在海洋环境监测方面取得了显著成果。他们研发的监测系统不仅能够准确测量海洋环境参数，还具备智能化的数据处理和分析能力。例如，一些系统可以根据历史数据和实时监测数据进行趋势分析和预测，为海洋资源管理和环境保护提供科学依据。

日本作为一个海洋国家，对海洋环境监测也非常重视。他们的监测系统在小型化、高精度和可靠性方面表现出色。通过将单片机技术与先进的传感器技术相结合，日本的海洋环境监测系统可以在恶劣的海洋环境下稳定工作，为海洋灾害预警、渔业资源管理等提供有力支持。

二、国内研究现状

近年来，随着我国对海洋资源开发和环境保护的重视，基于单片机的海洋环境监测系统的研究也取得了一定的进展。

国内许多高校和科研机构纷纷开展相关研究。他们在传感器技术、数据传输技术、低功耗设计等方面进行了深入探索。一些研究团队成功开发出了具有自主知识产权的海洋环境监测系统，能够实现对海洋温度、盐度、pH 值、溶解氧等参数的实时监测。

同时，我国也在积极建设海洋环境监测网络。通过在沿海地区和海洋中布置大量的监测站点，结合卫星遥感、无人机等技术手段，实现对海洋环境的全方位监测。这些监测站点中的部分设备采用了单片机作为核心控制器，提高了系统的稳定性和可靠性。

然而，与国外先进水平相比，我国的海洋环境监测系统在技术水平、监测精度、数据处理能力等方面还存在一定的差距。主要表现在以下几个方面：一是传感器的精度和稳定性有待提高；二是数据传输的可靠性和实时性还需加强；三是系统的智能化程度不够高，缺乏对数据的深度分析和预测能力。

综上所述，国内外在基于单片机的海洋环境监测系统方面都进行了大量的研究和实践，取得了一定的成果。但我国在该领域仍需加大研发投入，提高技术水平，以满足我国海洋资源开发和环境保护的需求。

1.3 课题主要内容

本设计是基于单片机的海洋环境监测系统，主要实现以下功能：

通过温度传感器检测温度

通过水位传感器检测水位

通过PH传感器检测ph值

通过CO2传感器检测CO2

通过浑浊度传感器检测浑浊度

通过水流量传感器检测流速

通过光敏电阻检测光照强度

通过电导率传感器检测TDS值

通过GPS模块进行定位，获取经纬度

通过OLED显示屏显示检测到的数值

通过按键设置阈值，超过阈值蜂鸣器报警

通过蓝牙模块与手机进行通信