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基于CAN总线的水质在线监测嵌入式系统研究的中期报告
中期报告
一、选题背景及意义
目前环境监测领域的快速发展，对于环境监测仪器、设备以及监测体系提出了更高的要求。随着环保政策的逐步加强，水质在线监测系统作为一种实时监测手段变得越来越重要。然而，传统的水质监测设备面临着监测范围狭小、监测准确度不高、实时性不够等多种限制。
由于嵌入式系统具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，越来越多地应用于水质在线监测领域。本研究旨在设计开发一种基于CAN总线的水质在线监测嵌入式系统，以提高水质监测的准确性和实时性。
二、研究内容及进展
（一）系统结构设计
本研究的系统结构设计主要包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块和数据显示模块。
传感器模块：传感器模块采用多个参数传感器，包括温度、PH值、溶解氧浓度等，实时监测水质参数。
数据采集模块：数据采集模块采用高精度的模拟转换芯片，将传感器模块采集到的模拟信号转换成数字信号，并通过CAN总线将数据发送至数据处理模块。
数据处理模块：数据处理模块接收到来自数据采集模块的数据后，对信号进行数字滤波、噪声抑制等处理，然后根据预设的模型进行数据分析和评估，最终输出可供数据显示模块使用的数据。
数据显示模块：数据显示模块根据数据处理模块输出的监测数据绘制出图表等形式，并将数据及时显示在监测界面上。
（二）系统硬件设计
系统硬件设计采用基于ARMCortex-M3内核的嵌入式微控制器作为主控芯片。系统硬件包括传感器模块、模数转换器、CAN总线控制器、主控芯片、显示屏等。
（三）系统软件设计
系统软件设计主要包括嵌入式操作系统的移植、CAN总线通信协议的设计、信号处理算法的实现以及数据可视化界面的设计等多个方面。
目前，系统底层驱动已完成移植，并实现了CAN总线通信协议。同时，已设计完成GUI界面，初步实现了数据可视化界面的绘制。
三、未来计划
（一）完善系统硬件设计，包括优化传感器模块选型和模拟电路设计等方面。
（二）进一步实现软件设计，包括完成信号处理算法的实现以及数据传输优化等方面。
（三）进行系统测试和性能评估，优化系统性能，最终完成水质在线监测嵌入式系统的开发。
四、总结
本研究旨在设计开发一种基于CAN总线的水质在线监测嵌入式系统，旨在提高水质监测的准确性和实时性。当前已完成系统结构设计、硬件设计和GUI界面的设计。未来计划包括完善系统硬件设计，进一步实现软件设计，进行系统测试和性能评估等方面。