随着人口的增长，对水质的要求也随之提高，水质监测因此成为了保护水资源和确保饮用水安全的关键手段。本设计介绍了一种基于单片机的水质监测系统，该系统目的是为了高效、实时准确地监控和管理水质参数。
  本系统以单片机为控制核心，与多个传感器及信号处理电路相结合，实时监测PH值、TDS等重要的水质指标。所有传感器捕获的数据，发送到单片机进行进一步的处理和分析。单片机内部装载的程序算法对这些数据进行细致分析，并根据设定的阈值做出评估。通过无线通信技术，监测数据可以实时传输至服务器，用户可以通过手机终端设备随时查看水质监测结果和历史数据，方便进行远程管理和控制。如果监测到的水质参数超出了正常范围，系统会立即激活声光报警装置，以警示相关人员及时响应。此外，这种水质监测系统也是保护水域生态环境的一个重要工具。
  本系统以STM32F103单片机为核心控制器，实时对各种水资源指标监测传感器监测目标的水位、PH、TDS等环境参数进行监测。及时发现并解决水质问题，保障水资源的安全和持续利用的实现，可以对水资源的监测结果进行全方位的显示。在数据传输方面，巧妙运用无线通信模块，实现了手机客户端与单片机之间高效、稳定的远程数据连接、实时的远程监测。
  根据控制要求，水质监测实现主要包括以下八个模块：
  输入模块：
 （1）PH模块：对水质酸碱度进行检测。
 （2）TDS模块：评估水质的浑浊度。
 （3）水位监测模块：对水位进行监测。
 （4）按键模块：实现各个模块阈值的设置。
 （5）供电模块：实现功能模块的供电。
  主控芯片：STM32F103单片机
  输出模块：
 （1）显示模块：系统运行过程中各监测结果和运行状态的显示。
 （2）无线传输模块：建立单片机最小系统和手机客户端之间的数据连接，实现监测结果数据的同步和控制信号的回传。
 （3）报警电路：监测结果超出报警阈值区间后进行报警。
  智能水质监测系统由输入、主控芯片和输出三个部分组成。左侧的输入部分包含了PH检测模块、TDS检测模块、氨氮检测模块、溶解度检测模块、水位检测模块、按键模块和供电模块等部分，分别对水质的重要参数进行实时监测。系统总体设计方案设计框图如图1所示。  

图1系统总体设计方案设计框图

输出模块包含了显示模块、无线数据传输模块和报警模块。其中显示模块用于系统运行过程中各检测结果和运行状态的显示；无线数据传输模块，建立单片机最小系统和手机客户端之间的数据连接，实现检测结果数据的同步和控制信号的回传；报警模块在检测结果超出报警阈值区间后进行报警。
  系统的主程序设计包含了系统各功能模块以及执行机构在运行过程中的控制逻辑和先后判断顺序，在主程序流程图的设计中。首先，初始化各个模块。之后使用扫描函数扫描按键，如果按键按下，则根据按下的按键值进行相应的改变。如果没有按键按下，则通过传感器获取此时的PH值，TDS水位等数据，并将数据传输至后台。其次，通过显示函数将检测的数据在显示屏中显示出来。最后通过处理函数判断检测的数据是是否处于正常范围，例如水位，水质以及PH值等等。如果不处于正常范围，则根据不同的异常值，来开启蜂鸣报警器。系统软件主流程图如图2所示。

图2 系统软件主流程图

本设计以STM32F103为控制核心，基于水位检测传感器、水质监测传感器、PH检测传感器对高效水质进行实时的状态评估。在执行机构方面，确保高效水质能够满足日常在PH和TDS上的检测要求，同时，单片机控制系统在上述检测结果的基础上设置了各参数的报警阈值和阈值区间，若检测结果超出所设置的报警阈值，则控制相应的执行机构完成水质的调控，实现了水质的智能化检测和自动优化调整功能。此外，基于STM32F103单片机和无线通信模块实现了手机客户端检测结果的实时展示，该方式极大的提高了高校在水质管理方面的管理能力和工作效率。
  综上所述，本设计所设计的基于单片机的水质监测系统是一款较为可行。且性价比较高的解决方案，能够有效解决当前高校在水质监测过程中所面临的问题，具有较大的市场推广价值。