本文關(guān)鍵詞：基于STM32的便攜式船舶污水致病菌快速檢測系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們海洋環(huán)境保護意識的不斷增強,船舶生活污水的排放問題越來越受到國際社會的重視,其排放標(biāo)準也在國內(nèi)外相關(guān)公約和法規(guī)的完善下不斷提高,同時,各港口國也在逐步加強對船舶生活污水排放問題的檢查力度。然而,針對船舶生活污水的排放是否已達到相關(guān)公約規(guī)定的標(biāo)準這一問題,各港口國并沒有一套準確有效的現(xiàn)場快速檢測方法,僅僅只能通過簡單定性的傳統(tǒng)檢查方式來進行大致判斷。為此,本文基于STM32和微流控芯片技術(shù)設(shè)計了一套適合船舶生活污水致病菌現(xiàn)場快速檢測的便攜式系統(tǒng),對船舶生活污水排放指標(biāo)中最具代表性的大腸桿菌數(shù)進行現(xiàn)場實時檢測。其具體的工作內(nèi)容如下： (1)微流控芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制作。本文通過對船舶生活污水大腸桿菌檢測特性和檢測芯片壓力驅(qū)動聚集理論進行研究,設(shè)計出了一種適合大腸桿菌現(xiàn)場檢測的微流控芯片,并用ANSYS CFX軟件對所設(shè)計的檢測芯片流道結(jié)構(gòu)進行了三維模擬仿真。最后制作出相應(yīng)結(jié)構(gòu)的微流控檢測芯片,并將腐蝕后的一對光纖以合理的方式嵌入到微流控芯片PDMS中. (2)激光誘導(dǎo)熒光光學(xué)檢測系統(tǒng)和信號檢測放大濾波電路的設(shè)計。本文通過對激光誘導(dǎo)熒光機理和光學(xué)檢測系統(tǒng)中各光學(xué)器件結(jié)構(gòu)原理的研究,完成了光學(xué)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。然后針對光學(xué)檢測系統(tǒng)光電倍增管(PMT)所輸出的信號特點,設(shè)計一個由差分放大電路、高通濾波電路、低通濾波電路以及工頻帶阻濾波電路所構(gòu)成的信號處理系統(tǒng),并借助Multisim電子仿真軟件對信號檢測放大濾波電路中各模塊電路進行仿真分析,以確定各電路的相關(guān)參數(shù)和電子元器件型號,最后制作出相應(yīng)的PCB板； (3)基于STM32的船舶污水大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計制作與大腸桿菌實時動態(tài)檢測過程的軟件程序設(shè)計。大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分主要包括電源模塊、人機交互界面、數(shù)據(jù)采集、存儲器擴展及通信模塊等模塊電路的設(shè)計,軟件設(shè)計部分主要包括μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)和FAT文件系統(tǒng)在STM32上的移植以及軟件層各任務(wù)的具體功能實現(xiàn)。 最后本文針對如上所設(shè)計的大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)進行了系統(tǒng)整體檢測實驗,實驗結(jié)果表明：本文所設(shè)計的基于STM32的便攜式大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行,并實現(xiàn)了大腸桿菌實時動態(tài)檢測所預(yù)期的各項功能。
【關(guān)鍵詞】：船舶生活污水 微流控芯片 激光誘導(dǎo)熒光 放大濾波電路 STM32 μC/OS-Ⅱ
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.92;U698.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題的提出12-13
• 1.2 船舶生活污水的定義及其危害特性13-14
• 1.2.1 船舶生活污水的定義13
• 1.2.2 船舶生活污水的危害特性13-14
• 1.3 船舶生活污水的水質(zhì)標(biāo)準及目前PSC檢查現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 船舶生活污水的水質(zhì)標(biāo)準14-15
• 1.3.2 目前PSC對船舶生活污水的檢查現(xiàn)狀15
• 1.4 國內(nèi)外細菌計數(shù)法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-17
• 1.4.1 實驗室常用的大腸桿菌計數(shù)方法15-16
• 1.4.2 基于微流控芯片技術(shù)的細菌計數(shù)法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 微流控芯片的設(shè)計制作與光學(xué)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理19-41
• 2.1 船舶生活污水微流控芯片的設(shè)計19-30
• 2.1.1 檢測芯片壓力驅(qū)動聚集理論20-22
• 2.1.2 檢測芯片結(jié)構(gòu)的模擬仿真22-30
• 2.2 大腸桿菌檢測芯片的制作30-34
• 2.3 光學(xué)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理34-40
• 2.3.1 激光誘導(dǎo)熒光機理34-35
• 2.3.2 光電倍增管35-39
• 2.3.3 光學(xué)檢測系統(tǒng)的檢測原理39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第3章 信號檢測放大濾波電路的設(shè)計與仿真41-56
• 3.1 微電流信號的差分放大42-44
• 3.1.1 儀表放大器AD62042
• 3.1.2 差分放大電路的設(shè)計與仿真42-44
• 3.2 信號檢測濾波電路的設(shè)計與仿真44-55
• 3.2.1 高通濾波電路44-49
• 3.2.2 低通濾波電路49-53
• 3.2.3 工頻帶阻濾波電路53-55
• 3.3 本章小結(jié)55-56
• 第4章 大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計56-73
• 4.1 STM32嵌入式微處理器56-60
• 4.1.1 STM32簡介57-58
• 4.1.2 STM32時鐘58-59
• 4.1.3 STM32的GPIO口操作59-60
• 4.2 電源電路60-61
• 4.3 USB串口通信電路61-62
• 4.4 TFT LCD模塊電路62-67
• 4.4.1 TFT LCD62-63
• 4.4.2 FSMC63-66
• 4.4.3 觸摸屏66-67
• 4.5 ADC模塊電路67-68
• 4.6 存儲器擴展電路68-71
• 4.6.1 EEPROM的擴展68
• 4.6.2 SRAM的擴展68-69
• 4.6.3 FLASH的擴展69-70
• 4.6.4 SD卡的擴展70-71
• 4.7 硬件調(diào)試電路71-72
• 4.8 本章小結(jié)72-73
• 第5章 大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計73-105
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境RealView MDK73-74
• 5.2 FATFS在STM32上的移植74-82
• 5.2.1 FATFS簡介74-76
• 5.2.2 FATFS的配置與移植76-82
• 5.3 漢字字庫的存儲與顯示82-86
• 5.3.1 漢字的顯示原理82-83
• 5.3.2 漢字的內(nèi)碼系統(tǒng)83-84
• 5.3.3 字庫文件的存儲84-86
• 5.4 μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)內(nèi)核86-98
• 5.4.1 μC/OS-Ⅱ的基本工作原理86-87
• 5.4.2 μC/OS-Ⅱ的內(nèi)核結(jié)構(gòu)87-89
• 5.4.3 μC/OS-Ⅱ任務(wù)管理89-90
• 5.4.4 μC/OS-Ⅱ時間管理90-91
• 5.4.5 μC/OS-Ⅱ任務(wù)間的同步與通訊91-96
• 5.4.6 μC/OS-Ⅱ內(nèi)存管理96-98
• 5.5 μC/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核在STM32上的移植98-101
• 5.5.1 μC/OS-Ⅱ的移植條件98
• 5.5.2 μC/OS-Ⅱ的移植過程98-101
• 5.6 軟件功能程序設(shè)計101-104
• 5.6.1 軟件層任務(wù)模塊的劃分101-103
• 5.6.2 任務(wù)優(yōu)先級的分配103-104
• 5.7 本章小結(jié)104-105
• 第6章 基于STM32的大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)的搭建與實驗結(jié)果105-110
• 6.1 大腸桿菌實時檢測系統(tǒng)的搭建105-106
• 6.2 大腸桿菌實驗檢測結(jié)果106-109
• 6.3 本章小結(jié)109-110
• 總結(jié)與展望110-111
• 致謝111-112
• 參考文獻112-116
• 研究生履歷116

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張先超;徐建平;周福來;;船舶生活污水處理工藝研究[J];安徽工程大學(xué)學(xué)報;2011年03期

2 嚴冬;;污水處理中紫外消毒效果的研究[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2010年11期

3 馬穎,龍騰銳,方振東;PCR技術(shù)檢測飲用水中大腸桿菌[J];中國給水排水;2004年09期

4 李建軍;姜廣輝;邢U

本文編號：416592