智能浊度传感器的研究与设计

【摘要】水作为日常生活中必不可少的一部分,衡量其质量的好坏具有重要的意义。浊度作为水质检测的重要指标之一,其测量要求也越来越严格,浊度检测越来越受到关注和重视。目前,市场上国外浊度仪占主流趋势,但是价格昂贵。国内浊度仪价格适中,但是质量优良的较少。国内浊度仪(尤其是在线浊度仪)在可靠性和稳定性上都有很大的上升空间。为了提高浊度传感器的检测精度,本文通过分析浊度检测原理,利用最小二乘支持向量机对散射、透射、比值三种方法的检测数据以及温度值和环境光值进行融合,从而提高了浊度测量精度和抗干扰能力。论文的主要工作如下：1.设计并实现浊度传感器系统。该系统主要包括硬件设计,光路设计和嵌入式软件设计。硬件设计主要包括光源和探测器的电路设计,信号调理电路的搭建,基于STM32的数据采集。光路设计则是对浊度仪结构进行设计,保证光路的合理布局。它主要是光源和检测器的选型和放置,使其符合国际标准的要求。嵌入式软件设计主要是软件初始化程序及其基本的硬件驱动程序,目的是实现数据采集和数据传输的功能。2.建立浊度的算法模型。分析浊度检测中出现的干扰因素,并采用最小二乘支持向量机建立浊度检测模型。该模型融合散射、透射和比值三种方法检测的数据,并加入温度和环境光干扰因子,能够针对不同浊度范围分配输入因子的权重,从而能够适应环境检测以提高检测精度。3.设计并进行了浊度传感器性能评估实验。实验结果表明本文设计的浊度传感器在低浊度范围的检测精度和抗干扰能力上有所提高。
【作者】纪莹蕾；
【导师】陈锋；谢兴生；
【作者基本信息】中国科学技术大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】浊度；散射；透射；比值；最小二乘支持向量机；

【参考文献】
[1]邢静文.湖北省初中毕业升学体育考试研究[D].华中师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[2]杨慧.兰州市1月～36月住院婴幼儿维生素D营养状况及其影响因素[D].兰州大学,儿科学,2013,硕士.
[3]丁古巧.石墨烯粉体及其应用展望[A].中国化工学会化工新材料委员会.全国石墨烯材料技术发展与应用交流研讨会论文集[C].中国化工学会化工新材料委员会:,2015:41.
[4]王秀槐.纯振幅反褶积[J].石油地球物理勘探,1986,01:47-53.
[5]孙瑞祥,屈梁生.遗传算法优化效率的定量评价[J].自动化学报,2000,04:552-556.
[6]姚光辉.光伏并网发电系统设计及MPPT技术研究[D].浙江大学,2014.
[7]翟代清.中国八大古都旅游业发展对比研究[D].河南大学,2005.
[8]张婕.乌海农村小学英语教师继续教育现状调查研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[9]黄志平,田兴涛,吴为辉,张鸣.多肽荧光探针在蛋白质检测中的应用[J].中国科学:化学,2013,08:1013-1021.
[10]赵吉广.基于视频图像的路面性能参数采集方法研究[D].东南大学,2006.
[11]梁爽,闫述,陈明生.中间梯度法追索西安城市地裂缝应用研究[J].石油地球物理勘探,2004,S1:40-42+169.
[12]刘绪崇,邓苏,杨强,陈卫东.基于数据管技术的证券数据可视化[J].计算机工程与设计,2003,06:15-18.
[13]邢垒垒.随机风载下兆瓦级风电机组传动链系统动力学特性及有限元分析[D].兰州理工大学,机械制造及自动化,2013,硕士.
[14]严虹,李小平.数据仓库应用于国际水电工程索赔中的设想[J].西北水电,2004,01:65-68.
[15]姚香.基于子系统理论的开放量子系统分析与设计[D].中国科学技术大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[16]卫卓敏.基于Web日志挖掘的铁路客户行为分析模型与算法的研究[D].首都师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[17]丁永生,任立红.一种新颖的模糊自调整免疫反馈控制系统[J].控制与决策,2000,04:443-446+450.
[18]刘旭.试论莫扎特歌剧《费加罗婚礼》中的重唱艺术特色[D].山东师范大学,艺术（专业学位）,2013,硕士.
[19]姜宽.基于DEA调整的TOPSIS方法在阳光私募基金业绩评价中的应用[D].浙江财经学院,金融学,2013,硕士.
[20]李剑锋.安全农产品购买选择行为研究[D].浙江大学,2004.
[21]韩柱.浮梁县茶叶产业的发展现状及对策研究[D].江西农业大学,农村区域经济发展,2011,硕士.
[22]卢琳.Translation of Metaphorical Legal Terms from the Perspective of Conceptual Integration Theory[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[23]宋沁青.R&D会计制度变更对企业研发投入的影响研究[D].南京农业大学,会计,2013,硕士.
[24]张建华.车辆轮对综合参数光电检测系统的研究[D].华南师范大学,光学,2004,硕士.
[25]温盛科.中新广州知识城20kV保护的研究[D].华南理工大学,电气工程,2012,硕士.
[26]阎秀峰.植物次生代谢生态学[J].植物生态学报,2001,05:639-640+622.
[27]王艳杰.光纤表面等离子共振生化传感器的研制及其在蛋白质分子特异性识别中的应用研究[D].大连理工大学,光学工程,2013,硕士.
[28]孙建.数字故事在中学信息技术课程中的应用研究[D].西北师范大学,现代教育技术,2013,硕士.
[29]王扬威于凯王振龙.形状记忆合金丝驱动仿生波动鳍推进器设计与实验研究[J].中国机械工程,2015,08:.
[30]贾功流.热雾稳定剂的研发与应用[D].安徽农业大学,植物病理学,2012,硕士.
[31]高丽华.资源依托型旅游产品创新研究——以苏州古典园林为例[D].苏州大学,2003.
[32]DanielRichardson（陈丹奇）.低频电针“足三里”对T2DM大鼠GLP-1分泌影响的实验研究[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2013,硕士.
[33]王慧文,蒋丰兴,杜玉扣.Pt-Ru/石墨烯电极的制备及其对甲醇的电催化氧化[A].中国化学会.中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C].中国化学会:,2013:2.
[34]王俊.香菇多糖的结构与抗肿瘤活性的关系研究[D].华中科技大学,药剂学,2012,硕士.
[35]陈红领.无创性肢体缺血后处理在小儿法乐四联症根治术中的心肌保护作用[D].新乡医学院,心胸外科,2012,硕士.
[36]程红江.开关电感型Z源/准Z源逆变器的研究[D].安徽大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[37]田小梅.Leptin、Ghrelin对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的影响[D].桂林医学院,内科学,2012,硕士.
[38]陈玥晨.清代建筑中彩画的审美特性[D].扬州大学,美术学,2011,硕士.
[39]童杨柳.《紫色》中黑人男性形象的妇女主义解读[D].安徽大学,英语语言文学,2013,硕士.
[40]林思雨.高速铁路移动通信系统性能研究[D].北京交通大学,2013.
[41]虞康惠.双源CT肺静脉成像在房颤射频消融治疗中的临床应用研究[D].南方医科大学,影像医学与核医学,2012,硕士.
[42]罗勇.风力发电并网变流器直接功率控制研究[D].北京交通大学,2008.
[43]马利捷.翻译家茅盾研究[D].河北大学,英语语言文学,2014,硕士.
[44]本报记者陈祎淼.产业化“破茧”石墨烯有望形成万亿产值[N].中国工业报,2013-07-24A03.
[45]张会平.关于加速推进河北省战略性新兴产业的研究[D].河北经贸大学,数量经济学,2013,硕士.
[46]张仪.初一思想品德课愉快教学理论与运用[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[47]刘志勇.低速电动汽车开关磁阻电机控制器的设计[D].河北科技大学,电机与电器,2013,硕士.
[48]崔建峰.萨中开发区中区东部、东区储层描述及层系井网优化[D].东北石油大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[49]朱涛.导爆索震源试验[J].石油地球物理勘探,1981,03:43-46.
[50]薛鹏举.人髓核细胞体外培养及冻存的实验研究[D].遵义医学院,骨外科学,2014,硕士.