[摘 要]汤逊湖是亞洲最大的城中湖，汤逊湖作为武汉市环保部门关注的重点对象，对汤逊湖的水质监测也尤为关注。本文设计了一套携带方便，显示直观的汤逊湖湖水水质监测系统。该套水质监测系统可以对汤逊湖湖水的PH值变化做出准确测量，同时和可以避免传统化学监测的种种不利因素，实现对水质的实时监测。
　　[关键词]水质监测；PH值
　　中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0057-01
　　1 绪论
　　汤逊湖作为亚洲最大的城中湖，周边覆盖武汉主要生活，工业中心。对其水质监测一直都是保障周边人民群众生活的重要手段。为了更快更准确的掌握汤逊湖湖水的水质情况，完善周边的水质监测系统建设是势在必行。
　　目前取得的主要成果有SWA-2000水质分析仪，但是该分析仪无法做到对水质的实时监测，并且存在体积庞大，测量数据单一等问题。新研究开发的水质监测系统，必将向着水质监测的标准化，信息化迈进【1】。
　　2 汤逊湖湖水水质监测系统的整体设计
　　水质监测系统原理如下框图：
　　本次设计的汤逊湖湖水水质检测系统用到的是STM32F103系列，STM32有官方的固件库，这对学习和开发者来说都很友好。水体参数是反映水质指标的重要依据，一般水质检测系统检测的参数有：温度、PH值、溶解氧、电导率和浊度。本文设计的汤逊湖湖水水质监测系统，主要检测水中的PH这项参数。
　　PH值测量电极是由参比电极和玻璃电极组成。参比电极有已知稳定的电位，在被检测水质进行氢离子交换时测量电极之间的电位差，以此得到被检测水质的PH值。在水质正常的情况下，自然水的PH范围为6. 5至8. 5之间，当测量到的PH不在这个范围内，就说明被检测的水受到了污染。
　　3 系统电源
　　为了使水质监测系统稳定工作，本次设计的水质监测系统采用USB供电并且己经集成到了USB转串口模块，该电源模块主要实现了对外部电源的接收、滤波与转换设计【2】。为增加系统可靠性，避免电压失误反接时烧毁电路，在电压转化电路里加入了元件IN4001，当电源电极反接时会隔断保护。
　　一般在水质监测系统中，外部传感器的输出电压精度会被要求在1毫伏级别，量程通常在0～5V之间。在本监测体系中，有PH传感器和温度传感器，设计了AD转换器模块。
　　4 水质监测系统的验证
　　系统采用的是玻璃电极，传感器探头重新使用时要进行实验，用来确定PH值和电压之间的线性关系。
　　经过实验验证，得到传感器所测的电压和被测水质的PH值之间的线性关系为：ZPH = ﹣8.435V+21.271 ，V表示传感器测得的电压单位V，ZPH表示被测水质的PH值。
　　5 总结
　　本文设计的汤逊湖湖水水质监测系统，是一种方便携带和使用的小型水质监测系统。该水质监测系统的硬件核心单元为STM32F103ZET6，这是一种高性能芯片。传感器使用上海雷磁的传感器做到了汤逊湖湖水水质参数的准确采集。展现出这是一种便携性佳、测量准确、操作简单、安全可靠的湖水水质监测系统。
　　参考文献：
　　[1]王熹，王湛，杨文涛，席雪洁，史龙月，董文月，张倩，周跃男.中国水资源现状及其未来发展方向展望[J].环境工程，2014，32（07）：1-5.
　　[2]龙章勇.浅谈几种串行通信总线接口技术[J].科技资讯，2010（31）：10