随着湖泊、河流和近岸海域等水体的富营养化现象的不断加重,对水体中营养盐的监测已成为环境监测的重要组成部分。现有营养盐原位监测仪因存在在线过滤水样困难等瓶颈问题,在营养程度较高的水体中无法使用。本课题是与厦门大学海洋与环境学院合作,拟研制一种以电容传感器为基础,运用谐振法实现在线过滤器过滤膜状态的检测,以MSP430单片机为核心,通过CAN总线与原位监测仪主控系统进行通信,控制蠕动泵和步进电机完成水样的采集和更换滤膜动作,实现无人值守实时原位水体的全自动过滤,解决环境水体原位监测仪研制中的关键技术问题。　　系统机械装置主要由四个步进电机和相应的机械结构组成。其中两个型号相同的步进电机同步转动,带动缠绕有过滤膜的轴转动,实现过滤膜的自动更换;一个步进电机驱动丝杆正、反转转动,实现过滤膜的夹紧与松开;一个步进电机驱动蠕动泵转动,给待过滤的水样加压,迫使水样通过过滤膜,实现对水样的自动过滤。　　系统硬件电路设计主要分为四部分:以MSP430F149为核心的主控制模块,主要负责数据的采集和处理,完成人机交互界面的显示,处理各种中断的调度;滤膜状态检测模块,主要由谐振放大电路、检波电路、自动增益控制电路和峰值检测电路组成,并采用自制的电容传感器,实现对滤膜运行状态检测;CAN总线通信模块,负责系统与原位监测仪主控系统间的通讯,包括接受开始/结束过滤信号,实时发送系统过滤状态信息,电路主要由 SJA1000和 TJA1050芯片组成;步进电机驱动模块,完成系统设计中蠕动泵和各种步进电机的驱动工作。系统软件设计采用模块化编程思想,按功能分为自动过滤主程序、数据采集程序、CAN总线通信程序、步进电机驱动程序等。最后,对整个系统需实现的功能进行测试,并对测试结果进行分析处理,表明该系统能够实现对水样的全自动过滤,达到设计要求。