水环境监测运行设计与应用

作者简介：许琳琳（1985.07-），女，四川南充人，助理工程师，本科，研究方向：环境监测。

摘 要： 现有的网络对前端的环境、周界防范等进行有效的监控和管理，大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低了人员及管理成本。因此根据市场需求和公司发展需要，决定推行电缆隧道水环境的研制计划，提高公司电缆隧道水环境监测技术开发能力，推动该产品的大力发展。故此，本文重点论述了水环境监测运行设计与应用。

关键词： 水环境监测;运行设计;应用

【中图分类号】X83 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.191

根据电力具有大量无人值守电力隧道用户的远程综合监控需求，展开深入调研，凭借不断创新的理念以及丰富的监控业务整合经验，通过加强计算机技术、数字化技术和信息技术的应用，实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控、集中管理。

1 水环境监测运行设计的实例分析

1.1 对水环境检测的新型電力设备运行状态数据采集系统的设计

对于系统的组成主要有3个部分组成，它们是模拟量与开关量采集模块，通讯模块以及上位人机人相互交互模块。先是由模拟信号水位信号电压、电流等经过电路调理后，再由模数转换器 ADC 转变成数字信号，最后利用主芯片进行处理数据;通过 I/O 接口输入开关量信号，在中断或者查询方式下进行读取主芯片。经过采集处理后的电力数据，经过通讯模块把数据发送到相关的工作人员。在 STM32芯片的新型电力设备运行数据采集装置的基础上，大量的应用了STM32 片上资源，节省了很大一部分硬件成本，同时具备了快速采样的高级性能ADC、电源和时钟管理的先进性能、双看门狗等功能，则大大的提高了实时有效的并且安全可靠的系统功能，精准度提高的同时功耗也下降了。系统的硬件设计。在定时器触发时系统采用同步注入模式，可以对多个路径的信号进行模拟量同步采样的操作同时具有多个串行通信接口（USART），内部安装分数波特率发生器，用来传达和接收共同的可以编程的波特率，最高能达到4.5Mbit/s，还可以设置数据字的长度、停止位等。除了这些设计外，还可以利用同步或者异步存储器与16位PC 卡接口的连接来灵活处理静态存储器控制器FSMC，方便辅助外部功能。（1）有些模拟量利用高速处理外部电路与主芯片的结合同步采集处理12位ADC，并一次逐个逼近模数转换器，各种路径的转换可以单次、连续、扫描或者间断模式进行，转换的形式以一个方向对齐，或向左或者向右存储，放在16位数据寄存器中。可以编程通道的采样时间，最短可缩减到1μs，同时可供选择多种转换模式，有利于DMA数据传输，（ADC处理。（2）在设计上安装了有关I/O接口，即开关量输入端口，通过这个 I/O 可以连接到16个外部中断的线路上（开关量输入电路）。由 IN 端口输入开关量信号，为了减少高频噪音，降低信号的毛刺，把电容 C 与电阻 R 结合建立一阶低通滤波器，利用光耦合器 TLP521把现场开关量与 STM32 间的电气隔离分开，从而加强了电绝缘和抗干扰能力。（3）经过多次低功耗设计实验得出，对系统影响最大的是电源电压，这就需要设计好系统中电源模块在使用不同的电源同时具备高、低功耗状态非常重要。而通过应用低功耗电源转换芯片的电源系统设计，可以实现整体电路的供电，对于电源、底纹波的稳定，保证系统持续的低功耗运转也是非常关键的。在电源的部分应设计后备电源保障装置，预防在发生紧急突发情况下，及时解决干扰。

1.2 产品的功能特征

优化配置报警阈值。需要在控制器至少设计成带有4-20ma或 0-5v 的标准模拟信号输入路径，用来连接水位传感器，来检测环境积水的情况，再根据实际情况报警阈值的数据结合上位机设置软件，加强了灵活性。

设计的传感器要具备IP68 保护等级，精准敏感度达到1cm的范围，就要选用1-5米不等的量程。

2 制定水环境监测质量控制相关保障措施水环境监测的应用

在开展质量控制工作时要进行多项方面工作，如实验内部、样品保存以及采集工作。第一，在工作人员检测出水质时，根据实际情况合理区分出单独采样和混合采样。严格按照采样的要求来设置分析方法和规范操作内容，检测过程要根据有关国家的规定严格执行。第二，在样品的制作流程上，工作人员要拿出2个作品，前后测评检测对比颜色，保证吸光度小于0.05，同时在10% ～ 20% 样本中随机抽取，提高作品的真实性，达到实验的真正目的。第三，同时监测开展随机抽取的10%～20%作品中，注意回收率，保证在95%～105%范围内。采样的整个过程要保证工具整洁，防止样品发生变化和失去实验的效果，尽力满足作品监测的需要。第四，采样的工作不能随便进行，要严格按照有关水环境监测的规章制度，实施现场平行作品和室内增加空白的作品等工作。工作人员要重视作品环境的保护，操作时要严格按照规定执行，根据测物和水样，采取有效的保护措施，进而保证了监测的工作质量。在开始展样监测前，要对设备和仪器进行检查和修护，确保监测数据结果的正确性和有效性。如果发现监测的过程和结果与实际相关水环境监测规章制度不一致，工作人员将立刻查明原因，并拿出办法处理解决好问题，并对每次数据的监测结果做好数据录入。在完成水环境监测工作后，需要加强质量控制管理力度，工作人员应开展综合分析和科学数据处理工作。根据三级审核管理制度，充分重视水环境监测数据的统计检验以及检查工作，针对存在的不明数据信息，工作人员应合理做好剔除工作，确保水环境监测数据结果的可靠性。在进行综合分析评价过程中，通过采用综合技术方式，得出水环境监测结论，对水环境监测质量控制体系做好评价工作，有利于不断的优化水环境监测工作方案。

结语：综上所述，这个系统的设计目的是能够快速精准灵活的监测水位的变化情况，运用了水位监测、无线通讯低功耗等技术手段，从而使系统反应迅速，达到小于1ms。利用现代的科技手段，对环境和周围防范也实现了有效的监控和管理，体现了系统设计的实时性、有效性，减少了人员的浪费和降低了管理成本。在未来的系统探索和研究中，不断改进、创新，使其更好的为人类社会的长足发展服务，发挥出最大的利用价值。

参考文献

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