基于水质监测的单片机课程设计与实践

◇成都大学电子信息与电气工程学院 李跃鹏 刘一达 雷 霖

本文阐述一种水质监测的单片机课程设计实践过程。该实践过程分阶段完成课程设计目标任务，各阶段分别对方案论证、软硬件设计、目标测试等环节进行了介绍。实践表明，该课程设计的装置能够对水质有效监测同时培养学生硬件与软件设计综合思考和工程实践能力。

设计一个水质测量软硬件综合的课程教学实验，提高学生应用动手能力的同时，也培养学生工程应用中软硬件综合设计和统筹思考的能力。本课程设计利用单片机系统的课程原理，结合传感器技术、电子电路技术、C语言、通信原理等课程知识，综合设计一种能够对水环境温度、TDS值、pH值进行检测的课程实验装置。该课程设计课堂24学时（1.5学分）完成整个课程课堂实践讨论，2周的课后实践完成整体实验装置实物制作和检测。

1 课程设计方案

方案论证是本课程设计训练的第1阶段，要求学生4学时完成功能需求分析以及方案的设计与论证。方案采用ATmega328单片机作为控制器。温度是影响水溶解性的重要指标，应用S18B20数字传感器D，能够稳定准确输出信号温度数字信号[1]；TDS（Total dissolved solids，总溶解度固体）是衡量水所含杂质重要指标，选择DFrobot的SKU：SEN0244 TDS传感器，直接和Arduino主控器连通后，实现对水质的TDS值进行检测；采用（SKU:SEN0161）pH meter pH计设计信号处理电路，实现对水质的pH值监测[2]。设计WiFi模块，通过无线网络将检测结果实时上传到云服务器，并在手机APP中进行显示。图1为课程设计方案框图。……