基于FPGA平台的污水监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于FPGA平台的污水监测系统，该检测系统包括电源、FPGA嵌入式模块，所述FPGA嵌入式模块连接用于水质监测的传感器模块、数据存储模块、无线通信模块一、50MHz时钟振荡器、USB模块、缓存模块及上位机，所述上位机连接无线通信模块二，所述FPGA嵌入式模块通过所述无线通信模块一、无线通信模块二与所述上位机实现通信连接。本实用新型专利技术针对传统污水监测系统监测耗时、监测信息处理实时性差等现状，为污水监测的智能化、集中化提供了保障，能够对生活或工业污水排放区域进行有效监测，同时生产、施工和维护成本也较低。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA平台的污水监测系统
本技术涉及污水监测系统，具体涉及基于FPGA平台的污水监测系统。
技术介绍
传统的污水水质监测系统，由定点安置在监测点的传感设备，定时测定各种水质参数（如pH值、温度等），将采集到的模拟量转换成数字量后，进行本地存储。人工操作数据采集难度大，效率低，当监测区域较大，环境复杂时，将会大大增加系统的安装、运行成本，难以反映污水排放连续变化的情况。随着无线技术、嵌入式技术以及新型传感技术的高速发展，污水监测系统这向着自动化、实时化、无线化、高精度化等方面发展。市场需要实时监测污水参数，并能够及时将采集到的参数数据发送到远端上位机的设备。
技术实现思路
鉴于此，申请人进行研究及改进，提供一种能够对较大范围内污水水质进行长期、稳定、实时、高效的监测系统，能够对生活或工业污水排放区域进行有效监测，同时生产、施工和维护成本也较低。为了解决上述问题，本技术采用如下方案：一种基于FPGA平台的污水监测系统，该监测系统包括电源、FPGA嵌入式模块，所述FPGA嵌入式模块连接用于水质监测的传感器模块、数据存储模块、无线通信模块一、50MHz时钟振荡器、USB模块、缓存模块及上位机，所述上位机连接无线通信模块二，所述FPGA嵌入式模块通过所述无线通信模块一、无线通信模块二与所述上位机实现通信连接。作为上述技术方案的进一步改进：所述传感器模块包括PH值传感器、水质ORP传感器和溶解氧传感器。所述数据存储模块包括FLASH存储器和SDRAM存储器。本技术的技术效果为：本技术针对传统污水监测系统监测耗时、监测信息处理实时性差等现状，为污水监测的智能化、集中化提供了保障，能够对生活或工业污水排放区域进行有效监测，同时生产、施工和维护成本也较低。附图说明图1为本技术的原理框图。图中：1、FPGA嵌入式模块；2、传感器模块；3、数据存储模块；4、50MHz时钟振荡器；5、无线通信模块一；6、USB模块；7、缓存模块；8、电源；9、无线通信模块二；10、上位机。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。如图1所示，本实施例的基于FPGA平台的污水监测系统，该监测系统包括电源8、FPGA嵌入式模块1，FPGA嵌入式模块1连接用于水质监测的传感器模块2、数据存储模块3、无线通信模块一5、50MHz时钟振荡器4、USB模块6、缓存模块7及上位机10，上位机10连接无线通信模块二9，FPGA嵌入式模块1通过无线通信模块一5、无线通信模块二9与上位机10实现通信连接。FPGA嵌入式模块1采用Altera公司CycloneⅡ系列的EP2C35F484C8N芯片。该芯片资源丰富，可方便系统的扩展，系统软核在FPGA芯片上构建，芯片内嵌NiosⅡ软处理器核心，该核心使用32位指令集结构，体系结构包括了程序控制单元、地址发生器、通用寄存器、算术逻辑单元等功能区域。NiosⅡ处理器最大的特点是灵活可配置性，用户可以根据设计所需求的性能或成本要求，灵活配置系统的特性和建立合适的外设。此外NiosⅡ支持多种并行数据通道，能支持吞吐量较大的应用场合。FPGA器件含有丰富的逻辑单元，具有很高的性能和较低的功耗。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。传感器模块2，包括PH值传感器、水质ORP传感器和溶解氧传感器。PH值传感器采用上海景飞JF-PH-485型产品，重量轻，耐腐蚀性好，使用寿命长，维护简单。水质ORP传感器采用上海景飞JF-ORP-485型产品。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标，一定程度上表示了溶液的某种性质（如卫生程度等）。溶解氧传感器采用上海景飞JF-DO-485型产品，支持温度自动补偿，无需接口裸露在外的显示配表，开发方便。数据存储模块3由FLASH存储模块和SDRAM存储模块组成，分别采用东芝公司的8GB的NANDFLASH和2GB的SDRAM作为数据存储单元。USB模块6采用西安达泰USB118AD，只需嵌入式系统通过自身的串口（USATR）发送十四条简短指令，便可以对USB移动设备进行读取存储功能。缓存模块7采用AverLogic公司推出的先入先出存储芯片AL422B，在系统中作为传感器模块数据FIFO。它具有双口输入输出、采集传送速度快和先进先出的特点，能满足高速数据传输的要求。无线通信模块一5和无线通信模块二9采用德州仪器CC2530芯片。CC2530集成了1个高性能的RF收发器和1个优化的低功耗的8051微控制器内核。具有优秀的接收器灵敏度和优越的抗干扰性。上位机10采用普通台式电脑，用于数据的监控与处理，并保存归档。上位机10亦能通过无线通信模块（无线通信模块一5和无线通信模块二9）向FPGA嵌入式模块1发送指令，实现传感器模块2的休眠和唤醒。以上所举实施例为本技术的较佳实施方式，仅用来方便说明本技术，并非对本技术作任何形式上的限制，任何所属
中具有通常知识者，若在不脱离本技术所提技术特征的范围内，利用本技术所揭示
技术实现思路
所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本技术的技术特征内容，均仍属于本技术技术特征的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA平台的污水监测系统，其特征在于：该监测系统包括电源（8）、 FPGA嵌入式模块（1），所述FPGA嵌入式模块（1）连接用于水质监测的传感器模块（2）、数据存储模块（3）、无线通信模块一（5）、50MHz时钟振荡器（4）、USB模块（6）、缓存模块（7）及上位机（10），所述上位机（10）连接无线通信模块二（9），所述FPGA嵌入式模块（1）通过所述无线通信模块一（5）、无线通信模块二（9）与所述上位机（10）实现通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA平台的污水监测系统，其特征在于：该监测系统包括电源（8）、FPGA嵌入式模块（1），所述FPGA嵌入式模块（1）连接用于水质监测的传感器模块（2）、数据存储模块（3）、无线通信模块一（5）、50MHz时钟振荡器（4）、USB模块（6）、缓存模块（7）及上位机（10），所述上位机（10）连接无线通信模块二（9），所述FPGA嵌入式模块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭，赵理行，
申请(专利权)人：浙江华章科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33