嵌入式智能污水处理系统

摘 要
嵌入式技术的应用有助于实现控制系统小型化、智能化和集成化。本文将ARM处理器和实时嵌入式操作系统应用于废水处理控制系统，与传统的基于PLC在线废水处理控制系统相比，该系统各方面性能都得到了很大的提高，不仅提高了系统的实时性、可靠性和可扩展性，而且充分提高了系统的运行速度；同时，为了提高控制效果实现低成本运营，本文采用Fuzzy-PID复合控制算法控制净水剂的投放量，该算法能较好地适应于废水参数的非线性和时变性并且提高控制精度，本文最后应用Matlab软件进行仿真实验，证明该算法的可行性和有效性。

关键词：ARM处理器，实时嵌入式操作系统，废水处理，Fuzzy-PID复合控制
目 录

1 绪论 1
1.1 课题概述 1
1.2 课题研究的现状 2
1.3 本课题研究的内容 3
1.4 系统的设计 4
2 废水处理系统的硬件设计 6
2.1 处理器的选型 6
2.2 硬件总体设计 7
2.3 接口电路设计 7
2.4 传感器的选择 14
2.5 转换电路设计 18
2.6 扩展电路设计 21
2.7 抗干扰设计 25
2.8 系统调试 27
3 废水处理系统的软件设计 28
3.1 操作系统选择 28
3.2 开发调试环境 30
3.3 操作系统移植 30
3.4 多任务机制的实现 32
3.5 软件设计方案 33
3.6 驱动程序设计 35
3.7 系统通信设计 38
4 智能控制算法研究 43
4.1 Fuzzy-PID复合控制的实现 43
4.2 PID控制算法的设计 45
4.3 模糊控制算法的设计 46
4.4 控制规则集的确定 50
4.5 仿真分析 52