电导率在线采集

王大富

1. #include <OneWire.h>
   
2. #define pH_PIN A5
   
3. #define EC_PIN A4
   
4. int DS18B20_Pin = D3; //DS18B20信号引脚在D3上
   
5. OneWire ds(DS18B20_Pin);  //配置数字引脚D3
   
6. 
   
7. int x,i=0, n = 0,j=0,k,nn,N;
   
8. float voltage, ecValue,ecValue_sum,ecValue_aver,ecValue_t[500], temperature = 25.0;
   
9. float _kvalueLow = 0.820756, _kvalueHigh = 1.003577, _kvalue = 0.987, rawEC, valueTemp, value;
   
10. float celsius, fahrenheit;
    
11. float Temp_Buffer = 0, vv = 0;
    
12. float val = 0, EV = 0, strain = 0, pH = 0;
    
13. 
    
14. void setup()
    
15. { Serial.begin(9600);
    
16.   pinMode(pH_PIN, INPUT);
    
17.   pinMode(EC_PIN, INPUT);
    
18.   pinMode(D6, OUTPUT); // Enable: EN可以使用单片机端口控制，也可以直接连接GND使能
    
19.   pinMode(D5, OUTPUT); // steps:脉冲个数
    
20.   pinMode(D4, OUTPUT); // dir:为方向控制
    
21. digitalWrite(D6, LOW); // Enable处于低电平或悬空时能够正常运行
    
22. //  pinMode(D8, OUTPUT);digitalWrite(D8, HIGH);
    
23. //  pinMode(D9, OUTPUT);digitalWrite(D9, HIGH);
    
24. //  pinMode(D10, OUTPUT);digitalWrite(D10, HIGH);
    
25. 
    
26. 
    
27.   while(j < 1){celsius=getTemp();j++;}
    
28. }
    
29. 
    
30. void loop()
    
31. { if(Serial.read()=='1'){//串口接收到1时运行以下函数
    
32.   n = 0;
    
33.   for (i = 0; i < 10000000000000; i++)
    
34.   {n++;
    
35.   if(Serial.read()=='0'){break;}//串口接收到0时跳出循环
    
36.   
    
37.   celsius=getTemp();
    
38.   Serial.print(celsius); Serial.print(' '); //串口输出温度
    
39.    
    
40.   //pHval();//测量pH
    
41.   
    
42.   ecValue_sum=0;
    
43.   nn=100;
    
44.   for (k = 0; k < nn; k++){ECdata();ecValue_t[k]=ecValue;delay(10);}
    
45.   sort();//数据排序
    
46.   N=0;
    
47.   for (k = 20; k < 80; k++){ecValue_sum=ecValue_sum+ecValue_t[k];N++;}//去掉前后20个数据
    
48.   ecValue_aver=ecValue_sum/N;//取剩下数据平均值
    
49.   
    
50.   Serial.print(voltage,4); Serial.print(' '); //串口输出pH
    
51.   Serial.print(ecValue_aver,4); Serial.print(' '); //口输出电导率
    
52.   
    
53.   motor();//添加溶液
    
54.   Serial.println(n*0.01389*1.1429); //串口输出体积
    
55. }}
    
56. }
    
57. 
    
58. void sort()
    
59. {int ii,jj;
    
60. float temp1;
    
61.     for(ii=0;ii<nn-1;ii++)
    
62.     {for(jj=0;jj<nn-1-ii;jj++)
    
63.         {if(ecValue_t[jj]>ecValue_t[jj+1])
    
64.             {   temp1=ecValue_t[jj];
    
65.                 ecValue_t[jj]=ecValue_t[jj+1];
    
66.                 ecValue_t[jj+1]=temp1;
    
67.             }
    
68.         }
    
69.     }
    
70. }
    
71. 
    
72. 
    
73. void motor() {//控制42步进电机
    
74.   digitalWrite(D4, HIGH); // Set Dir high
    
75.   for (x = 0; x < 200; x++) // 300个脉冲数
    
76.   { digitalWrite(D5, HIGH); // Output high
    
77.     delayMicroseconds(600); // Wait 1/2 a ms
    
78.     digitalWrite(D5, LOW); // Output low
    
79.     delayMicroseconds(600); // Wait 1/2 a ms
    
80.   }
    
81. }
    
82. 
    
83. void pHval() {
    
84.   val = analogRead(pH_PIN); //传感器接到模拟口A0
    
85.   EV = val * 3.3/ 4096;
    
86.   pH = 16.7935 -5.7124 * EV;
    
87. }
    
88. 
    
89. void ECdata()
    
90. { voltage = analogRead(EC_PIN)*3300 / 4096;//电压毫伏
    
91.   rawEC = 1000 * voltage / 820.0 / 196.0;//原始电导率，电压与电导率的线性比列关系，有先前实验得到
    
92. //  value = rawEC * _kvalue;//初始不计算仪器引起的误差
    
93. //  if (value > 2.5) {
    
94. //    _kvalue =0.97268554323* _kvalueHigh;//高校正值
    
95. //  }
    
96. //  else if (value < 2.0) {
    
97. //    _kvalue = 0.58245127484*_kvalueLow;//低校正值
    
98. //  }
    
99.   value = rawEC * _kvalue;//校正机械误差后的电导率，_kvalueLow和_kvalueHigh由实际的电导率比上测试得到的电导率
    
100.   temperature = celsius; //dht.getTemperature();//校正后的电导率
     
101.   ecValue = value / (1.0 + 0.0185 * (temperature - 25.0));//修正后的电导率，修正完以后都是25摄氏度下的数据，因此用除
     
102. }
     
103. 
     
104. 
     
105. 
     
106. float getTemp(){//获取DS18B20温度数据
     
107.   byte data[12];//定义一个12位的字节的字符变量，每个字节有8位构成
     
108.   byte addr[8];//定义一个8位的字节的字符变量
     
109.   if ( !ds.search(addr)) {//若无传感器继续搜索   
     
110.       ds.reset_search();
     
111.       Serial.println("CRC is not valid!");
     
112.       return -1000;
     
113.   }
     
114.   if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {
     
115.       Serial.println("CRC is not valid!");
     
116.       return -1000;
     
117.   }
     
118.   if ( addr[0] != 0x10 && addr[0] != 0x28) {//开始的 8 位是产品类型编码（DS18B20 是 0x10）
     
119.       Serial.print("Device is not recognized");
     
120.       return -1000;
     
121.   }
     
122.   ds.reset();
     
123.   ds.select(addr);//
     
124.   ds.write(0x44,1); //开始转换
     
125. 
     
126.   byte present = ds.reset();
     
127.   ds.select(addr);   
     
128.   ds.write(0xBE); //读暂存寄存器
     
129.   
     
130.   for (int i = 0; i < 9; i++) { //读取9个字节
     
131.     data[i] = ds.read();//读取数据
     
132.   }
     
133.   
     
134.   ds.reset_search();
     
135.   
     
136.   byte MSB = data[1];//高8位，第2个字节
     
137.   byte LSB = data[0];//低8位，第1个字节
     
138.   float tempRead = ((MSB << 8) | LSB);
     
139.   float TemperatureSum = tempRead / 16;
     
140.   return TemperatureSum;
     
141.   
     
142. }

复制代码

1. function varargout = EC_GUI(varargin)
   
2. gui_Singleton = 1;
   
3. gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ...
   
4.                    'gui_Singleton',  gui_Singleton, ...
   
5.                    'gui_OpeningFcn', @EC_GUI_OpeningFcn, ...
   
6.                    'gui_OutputFcn',  @EC_GUI_OutputFcn, ...
   
7.                    'gui_LayoutFcn',  [] , ...
   
8.                    'gui_Callback',   []);
   
9. if nargin && ischar(varargin{1})
   
10.     gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
    
11. end
    
12. 
    
13. if nargout
    
14.     [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
    
15. else
    
16.     gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
    
17. end
    
18. end
    
19. 
    
20. %% 主要函数
    
21. function EC_GUI_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
    
22. edit3_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
23. handles.output = hObject;
    
24. guidata(hObject, handles);
    
25. end
    
26. function varargout = EC_GUI_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
    
27. varargout{1} = handles.output;
    
28. end
    
29. 
    
30. %% 用来从GUI的edit传递参数到m文件的变量，此处传递的是串口名称
    
31. function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
32. global come12;
    
33. come12='COM10';%（COM4是默认值）
    
34. str1=get(handles.edit3,'string');
    
35. come12=str1;
    
36. end
    
37. function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
    
38. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
    
39.     set(hObject,'BackgroundColor','white');
    
40. end
    
41. end
    
42. 
    
43. %% 用于链接串口
    
44. function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
45. global Port;
    
46. global come12;
    
47. Port=serial(come12);%定义串口对象可能会出现错误，根据提示修改即可
    
48. fclose(instrfind);
    
49. set(Port,'BaudRate',9600);%设置波特率
    
50. set(Port,'DataBits',8);%8位数据位
    
51. set(Port,'StopBits',1);%1位停止位
    
52. fopen(Port); %打开串口
    
53. global nn
    
54. nn=0;
    
55. global samplename2
    
56. samplename2=[];
    
57. end
    
58. 
    
59. %% 用来从GUI传递参数到m文件中的变量，此处传递的是样本名称
    
60. function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
61. global samplename1
    
62. global samplename2
    
63. global nn
    
64. global val1
    
65. %samplename1='new';%（a是初始值）
    
66. %val1=get(handles.edit1,'string');
    
67. samplename1=get(handles.edit1,'string');%样本名称
    
68. nn=nn+1;
    
69. samplename2{nn}=val1;
    
70. %legend(samplename2{:});
    
71. end
    
72. function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
    
73. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
    
74.     set(hObject,'BackgroundColor','white');
    
75. end
    
76. end
    
77. %% 用来从GUI传递参数到m文件中的变量，此处传递的是_BaCl2浓度
    
78. function edit9_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
79. global BaCl2;
    
80. BaCl2=get(handles.edit9,'string');%（a是初始值）
    
81. end
    
82. function edit9_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
    
83. if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
    
84.     set(hObject,'BackgroundColor','white');
    
85. end
    
86. end
    
87. 
    
88. %% 开始启动并采集数据的按钮
    
89. function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
90. global Port;
    
91. global nn;
    
92. global samplename1;
    
93. global BaCl2;
    
94. global excel_name;
    
95. global write_sheet;
    
96. global x1;
    
97. global x2;
    
98. global x3;
    
99. global x4;
    
100. global xt;
     
101. 
     
102. fprintf(Port,'1');
     
103. 
     
104. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%可能需修改%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
     
105. interval = 10000; %可能需要修改
     
106. passo = 1;t = 1;
     
107. file_address1='D:\';%数据存放文件路径
     
108. %% 文件的创建
     
109. 
     
110. if (t==1)
     
111. %% 获取当前时间
     
112. now=fix(clock);
     
113. time=strcat(num2str(now(1)),'_',num2str(now(2)),'_',num2str(now(3)));%年月日   
     
114. mkdir(strcat(file_address1,'Ion_Test'));%新建大文件名
     
115. file_address=strcat(file_address1,'Ion_Test\');
     
116. mkdir(strcat(file_address,time));%新建大文件名
     
117. File1=strcat(file_address,time);%大文件路径
     
118. 
     
119. mkdir(strcat(File1,'\','EC'));%新建EC文件
     
120. File_EC=strcat(File1,'\','EC\');%EC文件路径
     
121. mkdir(strcat(File_EC,samplename1));%新建样本文件
     
122. File_EC_sample=strcat(File_EC,samplename1,'\');%样本文件路径
     
123. 
     
124. % mkdir(strcat(File1,'\','pH'));%新建pH文件
     
125. % File_pH=strcat(File1,'\','pH\');
     
126. % mkdir(strcat(File_pH,samplename1));%新建样本文件
     
127. % File_pH_sample=strcat(File_pH,samplename1,'\');
     
128. %% 根据时间命名文件名
     
129. TIME=strcat('(',num2str(now(4)),'_',num2str(now(5)),')');%时分
     
130. samplename=strcat(TIME,samplename1);%样本名
     
131. end
     
132. %% 线条颜色调整
     
133. % nrgb=1000;
     
134. % for i=nrgb:10*nrgb
     
135. %     rgb=64/i;
     
136. %     mycolormap_r=interp1([1 8 24 40 56 64],[0 0 0 1 1  1 ],1:rgb:64);
     
137. %     mycolormap_g=interp1([1 8 24 40 56 64],[0 0 1 1 0  0  ],1:rgb:64);
     
138. %     mycolormap_b=interp1([1 8 24 40 56 64],[0 1 1 0 0  0  ],1:rgb:64);
     
139. %     if length(mycolormap_r)>=nrgb
     
140. %         break
     
141. %     end
     
142. % end
     
143. % mycolor=[mycolormap_r',mycolormap_g',mycolormap_b'];
     
144. % colormap(mycolor);
     
145. % hco = colorbar ;
     
146. 
     
147. set(0,'defaultfigurecolor','w');%设定背景颜色为白色
     
148. %x1=0;x2=0;x3=0;x4=0;
     
149. vv='The test has been started'  
     
150. while(t<interval)
     
151. 
     
152.    
     
153. b = str2num(fgetl(Port));%读取串口数据，当出现终止符（换行符）停止。
     
154. if(t==1)
     
155.   x4=0;  
     
156. end
     
157. x4 = [x4,b(4)];%取串口第4个数据并进行串联
     
158. 
     
159. 
     
160. if(t==1)
     
161.   x1=b(1);
     
162. end
     
163. x1 = [x1,b(1)];%取串口第1个数据并进行串联
     
164. % plot(handles.axes9,x4,x1,'-','linewidth',2);
     
165. % xlabel(handles.axes9,'V(ml)');
     
166. % ylabel(handles.axes9,'T(\circC)');
     
167. 
     
168. if(t==1)
     
169.   x2=b(2);
     
170. end
     
171. x2 = [x2,b(2)];%取串口第2个数据并进行串联
     
172. % plot(handles.axes8,x4,x2,'-','linewidth',2);%plot(handles.axes8,x4,x2,'-','linewidth',2,'color',mycolor(nn,:));hold on
     
173. % xlabel(handles.axes8,'V(ml)');
     
174. % ylabel(handles.axes8,'pH');
     
175. 
     
176. if(t==1)
     
177.   x3=b(3);
     
178. end
     
179. x3 = [x3,b(3)];%取串口第3个数据并进行串联
     
180. plot(handles.axes5,x4,x3,'-','linewidth',2);
     
181. xlabel(handles.axes5,'V(ml)');
     
182. ylabel(handles.axes5,'EC(ms\cdotcm^{-1})');
     
183. 
     
184. now=fix(clock);
     
185. if(t==1)
     
186.   x40=now(4);
     
187.   x50=now(5);
     
188.   x60=now(6);
     
189.   x00=x40*3600+x50*60+x60;
     
190.   xt=0;
     
191. end
     
192. xt1=now(4)*3600+now(5)*60+now(6)-x00;
     
193. xt=[xt,xt1];
     
194. tt=[t,xt1]
     
195. %% 数据的保存
     
196. savefig(strcat(File_EC_sample,samplename,'.fig'));%保存fig数据格式
     
197. saveas(gcf, strcat(File_EC_sample,samplename,'.tif'));%保存tif数据格式
     
198. 
     
199. excel_name=strcat(File_EC_sample,samplename);
     
200. excel_name=strcat(excel_name,'.xls');
     
201. write_sheet='sheet1';
     
202. if(t==1)
     
203. xlswrite(excel_name,{'样本名'},write_sheet,'A1');%写入样本名
     
204. xlswrite(excel_name,{samplename1},write_sheet,'A2');%写入样本名
     
205. xlswrite(excel_name,{'BaCl2浓度(mol/l)'},write_sheet,'A3');%写入BaCl2浓度
     
206. xlswrite(excel_name,{BaCl2},write_sheet,'A4');%写入BaCl2浓度
     
207. 
     
208. xlswrite(excel_name,{'V(ml)'},write_sheet,'B1');%写入样本名
     
209. xlswrite(excel_name,{'EC(ms.cm^{-1})'},write_sheet,'C1');%写入样本名
     
210. xlswrite(excel_name,{'voltage(mV)'},write_sheet,'D1');%写入样本名
     
211. xlswrite(excel_name,{'T(。C)'},write_sheet,'E1');%写入样本名
     
212. xlswrite(excel_name,{'time(s)'},write_sheet,'F1');%写入样本名
     
213. end
     
214. 
     
215. 
     
216. 
     
217. t = t+passo;
     
218. drawnow;
     
219. end
     
220. 
     
221. end
     
222. %% 用于停止运行的按钮
     
223. function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)
     
224. global Port;
     
225. global excel_name;
     
226. global write_sheet;
     
227. global x1;
     
228. global x2;
     
229. global x3;
     
230. global x4;
     
231. global xt;
     
232. for ij=1:20
     
233. fprintf(Port,'0');
     
234. end
     
235. vv='The test has been terminated'
     
236. xlswrite(excel_name,x4',write_sheet,'B2');%写入滴定体积
     
237. xlswrite(excel_name,x3',write_sheet,'C2');%写入EC
     
238. xlswrite(excel_name,x2',write_sheet,'D2');%写入pH
     
239. xlswrite(excel_name,x1',write_sheet,'E2');%写入T
     
240. xlswrite(excel_name,xt',write_sheet,'F2');%写入pH
     
241. fprintf(Port,'0');
     
242. hold off
     
243. 
     
244. 
     
245. end
     

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