1. 研究目的与意义

由于经济全球化、科技的迅速发展，给我们的生活带来了很多的弊端。环境的污染，包括大气污染及水污染，使我们的环境质量越来越差，成为了病毒、细菌的温床，使传染病加速传播，比如sars、禽流感等疾病，对人类和动物的生命安全构成了极大威胁。世界卫生组织通过调查显示，每一年约有2500万儿童死于饮用被污染的水引起的疾病，因水污染引发的霍乱、痢疾和疟疾等传染病的人数超过500万。

大量病毒、细菌的产生致使人类无从适应，只能服用大量的抗生素，严重影响着人类的身体健康，大量抗生素的使用又使病毒、细菌变异，产生了抗药性，从而又威胁人类的健康形成了一个恶性循环。因此开发出一种安全有效、对环境污染小、不易使病毒细菌产生耐药性的杀菌消毒剂就成为刻不容缓的事情。

现行生产中常用的消毒方法分为化学方法和物理方法。化学消毒的原理是化学物质之间的反应，不仅会引入新的化学污染，而且化学消毒剂对各种病原微生物适用范围不广，各种化学消毒剂会造成不同程度的环境污染有些甚至可能引起中毒;物理消毒法是用物理因素杀灭或消除病源微生物，一般对人体无毒、无副作用和对环境的污染较少。如紫外线辐射的使用，高温高压杀菌消毒，但适用范围受到限制。

2. 国内外研究现状分析

电解技术最初在十八世纪由英国化学家humphry davy 应用，他用一个叫做voltaic pile的原始电池通过电解的方式发现了一系列的化学元素，其中包括钠和钾。几个星期后，william nicholson 和 anthony carlisle用同样的原始电池进行了电解水的实验。到了1869年，zenobe gramme发明了直流发电机才真正让水电解技术成为一种在经济上可行的制氢方法。又过了20年，在1889年，dmitry lachinov完善了工业级通过电解技术来生成氢气跟氧气的方法，从此水电解工业逐渐壮大成熟起来。

通过电解加少量电解质的自来水时，氢气在阴极形成，氧气则在阳极形成。带正电荷的离子向阴极移动，溶于水中的矿物质钙、镁、钾、钠等带正电荷的离子，便在阴极形成碱性电解水，而带负电的离子在阳极生成,成为酸性电解水。这样从而形成具有特定功能和酸碱度的酸性水和碱性水。电解水符合好水的标准，电解水行业己经在欧、美、日、韩、台等多个地区得到极大发展，其中日本是电解水的起源地，并且电解水机的研究技术相对比较成熟，市场推广做的也比较好，几乎每个日本家庭都有一台电解水机。1931年，研究人员通过研究世界上高龄地区的水质，发现与其他地区的水相比他们的饮用水普遍符合好水的标准，根据这一现象，为了提高一般的饮用水的质量以提高人们的健康标准，日本制出第一台电解水机，标志着电解水行业的诞生。

20世纪90年代，我国开始电解水的研究。当时国内部分企业参照日本产品，开发出我国最早的电解制水机，1996、1997 年市场快速升温，年销量突破10 万台。1998 年，一些知名家电企业，如美菱、万利达等也从中看到商机，纷纷加入国内电解制水机的生产与销售。

3. 研究的基本内容与计划

本课题需要研究的内容有：

本课题为电解消毒水控制系统设计。要求学生完成本科的基础和专业课的学习，掌握单片机的基本原理及外围电路，包括其中的系统配置，定时器，pwm模块的设计，还包括内部ad信号的采集与转换的设计以及低功耗的实现。掌握protel99se等原理图及pc b图绘制软件，掌握模拟电路电桥的原理以及作用，学习并掌握ad调试电路的设计，了解电机控制的相关原理，了解变压器的相关原理及计算。能独立进行设计与调试，且具备吃苦耐劳、积极进取的精神。

通过对国内外相关资料的整理，详细了解了电解消毒水控制系统的工作原理。其核心控制器件采用台湾义隆电子股份有限公司em78p372k型号的8位单片机实现电解消毒水的制备。em78p372k是一款采用低功耗和高速cmos技术设计和开发的8位微处理器。该器件具有片上2kx13位电一次性可编程只读存储器（otp-rom）。它提供了一个保护位，以防止用户的otp存储器代码被入侵。工作电压为2.1v～5.5v，可用于子程序嵌套的8级堆栈。有10个可用的中断，若干个 i/o端口，在hxt2模式和irc模式（vdd：5v，irc：4mhz）下，快速建立时间仅需要0.8ms。另外，在外部配置中有8位实时时钟/定制器，两个8位分辨率的脉冲调制器（pwm）。具有可编程的自由运行看门狗定时器，4个可编程电平电压检测器，休眠省电模式下耗电电流仅为2ua。

4. 研究创新点

本课题所研究的电解消毒水控制系统，与传统系统相比，安全可靠，操作简单，使用的原材料易获得，成本较低。在技术方面，可通过改变电解、电离过程中的部分条件即可生产出不同PH值的消毒水，以满足不同顾客的需求。生产出的消毒水杀菌效果好，安全无残留，不会对环境产生影响，符合环保要求。该系统可广泛应用于医疗卫生、食品、工业、农业等领域，拥有广阔的市场前景，能够带来丰厚的经济效益。