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水资源是人类宝贵的财富，水是生命之源，随着经济的飞速发展，环境问题逐渐出现，水资源受到污染和过度的开发，水的需求量更是大大的增加，为了保护珍贵水源，有必要对地下水进行检测。

本系统设计的是基于STM32单片机的地下水检测系统，该系统能够完成对地下水温度和电导率这两个参数的测量，单片机通过DA以DMA的方式产生正弦波，通过带通滤波放大电路平缓放大正弦波，经由测量电极传到AD637有效值转换芯片，在经过AD7705 测量模块。然后在单片机中进行数据处理，通过LCD12864显示模块进行显示。

本系统采用单片机等电子元件对地下水进行检测，单片机为控制核心，该系统对两个参数温度和电导实时测量，能够对某一区域地下水的这两个参数实时监测，系统总体框图如图所示。

单片机系统电路

STM32F103RCT6单片机是低功耗、32位的高性能微处理器，具有256K的程序存储器容量，在单芯片上，ARM32位的Cortex-M3 CPU和在系统可编程Flash，可以给嵌入式控制应用系统提供灵活度高、效率可观的解决方案。

温度检测电路

DS18B20温度传感器，将采集到的温度信号通过D18管脚，进入单片机等芯片中进行后续的处理，然后通过显示模块显示出来。

滤波电路

本系统采用有源滤波电路，该电路可抵制干扰以及噪声，以达到提高信号噪声比例和选则频率的目的，起到很好的滤波效果，得到很纯的低频信号。

电导率检测电路

本系统采用的是电导率电极DJS-1C铂黑电极，电导率电极使用的材料一般都是铂，为了减少极化效应，在镀铂黑时在铂表面上镀了一层蓬松的黑色金属铂。多孔的铂黑可以加大电极的表面积，这样电流的密度就会变小，极化的效应也会变低，同时降低的还有电容干扰。

电导率传感器从Vin端接收一个正弦波的交流电压信号，通过铂黑电极以及待检测的地下水后，从Vin1口输出，进入有效值转换电路，进行后续的处理。

有效值转化电路

在本系统中，从电导率传感器中传过来的是电压信号，并且该信号是交流的，那么是不能直接将这种信号交给单片机处理的，因为单片机在处理这种信号的时候会产生严重的误差，这个误差是非常致命的，会导致测量出的电导率数值相差非常巨大，为了让这种误差在所能接受的范围之内，我们把这个信号通过有效值转换的方式，变为直流的信号，然后在进入AD中进行处理。

有效值转换芯片的代表就是AD637，这个芯片最小的输入信号可以达到0.5mv，测量误差小于百分之零点零二，纹波系数可以小于正负1%，满足一般的高精度交直流转换，AD637性能十分优越，在精确度和灵敏性上都是一流的，任何复杂的波形它都可以计算，AD637不管待测波形，都能提供准确无误的读数。

AD637还具有强大的内部构造，有能够滤波的滤波放大器，还有能够起到缓冲作用的缓冲放大器，还有能够做做算的计算器，当信号加在芯片输入端，信号会被转换成为单极性的电流，接着逐个激励有效值的核心部分，核心中的部件会完成信号处理的工作。

AD转换电路

AD7705是ADI公司生产的适用于低频的16位AD转换器，AD7705可以将输入的信号直接转换成串行数字信号输出出来，AD7705芯片内有可编程的放大器，因此可以设置输入信号增益，AD7705比普通的积分型ADC抗噪声能力好，这个芯片在工业和过程控制中应用较多。

显示电路

本系统用于测量，显示电路是不可或缺的，显示屏采用的是12864B液晶显示屏。12864液晶模块中有带字库，可以显示字母、中文字型、数字符号和图形，具有文字画面以及绘图混合显示功能。

程序设计

本系统采用C语言编程语言，在Keil开发环境中运行，软件是本地下水检测系统的中枢大脑，软件可以使硬件完全的运作起来，又可以使其他的干预效果降低。

程序设计应该采用下面的原则：

1）正当的利用系统的内容。

2）采用结构程序设计，便于调试以及移植修改。

3）提升软件的抗干扰能力。

本系统实现了对地下水水质温度以及电导率的测量，温度体现了地下水所处的地质环境，并能通过温度，大致预测水位走势。电导率则展示了水中电解质的含量，在一定范围内的离子浓度确定了是否适宜饮用，也是判别水质优良的标准。