一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境水質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的繁榮，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在環(huán)境水質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，為了節(jié)約人力、物力也急需運(yùn)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段，將計算機(jī)與電子技術(shù)綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)檢測技術(shù)現(xiàn)代化。
[0003]在進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)在線檢測時，通常先要修建專用的機(jī)房，用于安裝檢測設(shè)備。檢測設(shè)備的通常工作過程是，先將被測水樣通過水泵抽到機(jī)房存儲，再分別送到各檢測設(shè)備中，進(jìn)行水質(zhì)檢測，最后得到檢測結(jié)果。這種檢測方式有一些缺點(diǎn)，房屋及土地費(fèi)用較高，檢測設(shè)備的工作過程較復(fù)雜，而且由于水樣要先存儲后檢測，檢測的實(shí)時性也受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，實(shí)現(xiàn)對被測水樣的直接檢測，終端將多種水質(zhì)檢測傳感器復(fù)合安裝在一個密封的浮球中，浮球直接放置在被測水體中，內(nèi)置的檢測控制器完成信號調(diào)理與信號檢測工作，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測功能。浮球底部安裝有錨鏈，使浮球固定在水體中，浮球頂部安裝有太陽能電池板，實(shí)現(xiàn)終端的自供電。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，包括密封中空浮球、多種水質(zhì)檢測傳感器、檢測控制器、太陽能電池板、固定錨和GPRS天線，多種水質(zhì)檢測傳感器安裝在密封中空浮球的外殼底部；檢測控制器安裝在密封中空浮球的內(nèi)部，太陽能電池和GPRS天線安裝在浮球的頂部，固定錨通過錨鏈與密封中空浮球的底部相連，固定錨一端連接有河床。
[0007]優(yōu)選的，所述多種水質(zhì)檢測傳感器包括傳感器本體和探頭，所述傳感器本體安裝在密封中空浮球的外殼上，所述探頭在密封中空浮球的底部外面，浸入水中，完成水質(zhì)檢測。
[0008]優(yōu)選的，所述多種水質(zhì)檢測傳感器包括溫度傳感器、氨氮傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器、溶解氧傳感器、COD傳感器和PH傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述檢測控制器由嵌入式處理器、信號調(diào)理電路、電池電源管理模塊、鋰離子充電電池、GPRS DTU設(shè)備構(gòu)成，所述嵌入式處理器為ARM處理器，設(shè)有5個UART接口，3個SPI接口，2個I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA轉(zhuǎn)換器，所述電池電源管理模塊與所述太陽能電池板4相連，所述電池電源管理模塊用于控制對鋰離子充電電池的充放電，產(chǎn)生系統(tǒng)所需的工作電源，所述AD轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路用于完成對各水質(zhì)傳感器的信號檢測，所述GPRS DTU與天線一起工作，用于將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫。
[0010]優(yōu)選的，所述ARM嵌入式處理器是基于C0rtex?-M3內(nèi)核的32位ARM處理器，工作頻率為72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012]通過浮球式設(shè)計，直接將水質(zhì)傳感器置于被測水樣中，一方面無需建設(shè)專用的機(jī)房，無需土建費(fèi)用，另一方面簡化了水質(zhì)檢測流程，降低了設(shè)備制造費(fèi)用，提高了檢測的實(shí)時性；采用無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸，確保了水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性與穩(wěn)定性；基于太陽能電池板，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部鋰離子充電電池的電能補(bǔ)充，使用過程中無需充電，也無需做維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自供電；自動在線，自動喚醒，定時完成水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)采集和發(fā)送工作；使用靈活、方便，無需維護(hù)，自動工作，數(shù)量不受限制，自動將數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中檢測控制器的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，包括密封中空浮球1、多種水質(zhì)檢測傳感器2、檢測控制器3、太陽能電池板4、固定錨5和GPRS天線6，多種水質(zhì)檢測傳感器2安裝在密封中空浮球I的外殼底部；檢測控制器安裝在密封中空浮球I的內(nèi)部，太陽能電池4和GPRS天線6安裝在浮球的頂部，固定錨5通過錨鏈與密封中空浮球I的底部相連，固定錨5 —端連接有河床7，密封中空浮球I通過底部錨鏈在河床固定，漂浮在水面8，所述多種水質(zhì)檢測傳感器2包括傳感器本體和探頭，所述傳感器本體安裝在密封中空浮球I的外殼上，所述探頭在密封中空浮球I的底部外面，浸入水中，完成水質(zhì)檢測。
[0017]所述多種水質(zhì)檢測傳感器包括溫度傳感器、氨氮傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器、溶解氧傳感器、COD傳感器和PH傳感器，可根據(jù)實(shí)際需要選擇水質(zhì)傳感器的種類和數(shù)量
[0018]如圖2所示，所述檢測控制器由嵌入式處理器、信號調(diào)理電路、電池電源管理模塊、鋰離子充電電池、GPRS DTU設(shè)備構(gòu)成，檢測控制器基于嵌入式ARM處理器為核心設(shè)計，選用的ARM嵌入式處理器是基于Cortex?-M3內(nèi)核的32位ARM處理器，工作頻率為72MHz，工作速率1.25MI PS/MHz，具體型號是STM32-103VT。電池電源管理模塊，用于控制鋰離子充電電池的充放電過程，產(chǎn)生系統(tǒng)所需的工作電源，并控制各水質(zhì)傳感器、信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器、GPRS DTU等設(shè)備的電源，在終端休眠時，關(guān)閉設(shè)備電源，減少能量消耗，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)免充電、免維護(hù)。AD轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路用于完成對各水質(zhì)傳感器的信號檢測。嵌入式處理器與GPRS DTU相連，GPRS DTU與天線相連，GPRS DTU與天線一起工作，用于將采集的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，所述電池電源管理模塊與所述太陽能電池板4相連。
[0019]所述ARM嵌入式處理器內(nèi)置有512K的Flash ROM存儲器，64K ROM存儲器。該處理器還內(nèi)置有豐富的外部1接口，包括5個UART接口，3個SPI接口，2個I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA轉(zhuǎn)換器。
[0020]整個水質(zhì)檢測終端設(shè)計為免維護(hù)操作，內(nèi)部放置了鋰離子充電電池，由太陽能電池板給電池充電。電池電源管理模塊，完成對電池能量的管理，在系統(tǒng)休眠時，切斷GPRSDTU設(shè)備、信號調(diào)理電路、各水質(zhì)檢測傳感器的電源，以降低系統(tǒng)功耗，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的免充電、免維護(hù)功能；為簡化系統(tǒng)設(shè)計，終端無線網(wǎng)絡(luò)基于GPRS DTU8010模塊設(shè)計，該模塊自動在線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳協(xié)議，便于系統(tǒng)通過HTTP協(xié)議將水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)以Post方式，上傳到WEB服務(wù)器，其接口基于UART接口，可直接與嵌入式ARM處理器的UART接口相連
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，其特征在于，包括密封中空浮球、多種水質(zhì)檢測傳感器、檢測控制器、太陽能電池板、固定錨和GPRS天線，多種水質(zhì)檢測傳感器安裝在密封中空浮球的外殼底部；檢測控制器安裝在密封中空浮球的內(nèi)部，太陽能電池和GPRS天線安裝在浮球的頂部，固定錨通過錨鏈與密封中空浮球的底部相連，固定錨一端連接著河床。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，其特征在于，所述多種水質(zhì)檢測傳感器包括傳感器本體和探頭，所述傳感器本體安裝在密封中空浮球的外殼上，所述探頭在密封中空浮球的底部外面，浸入水中，完成水質(zhì)檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，其特征在于，所述多種水質(zhì)檢測傳感器包括溫度傳感器、氨氮傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器、溶解氧傳感器、COD傳感器和PH傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，其特征在于，所述檢測控制器由嵌入式處理器、信號調(diào)理電路、電池電源管理模塊、鋰離子充電電池、GPRS DTU設(shè)備構(gòu)成，所述嵌入式處理器為ARM處理器，設(shè)有5個UART接口，3個SPI接口，2個I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA轉(zhuǎn)換器，所述電池電源管理模塊與所述太陽能電池板4相連，所述電池電源管理模塊用于控制對鋰離子充電電池的充放電，產(chǎn)生系統(tǒng)所需的工作電源，所述AD轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路用于完成對各水質(zhì)傳感器的信號檢測，所述GPRS DTU與天線一起工作，用于將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，其特征在于，所述ARM嵌入式處理器是基于Cortex?-M3內(nèi)核的32位ARM處理器，工作頻率為72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自供電的水質(zhì)復(fù)合檢測終端，實(shí)現(xiàn)對被測水樣的直接檢測，終端將多種水質(zhì)檢測傳感器復(fù)合安裝在一個密封的浮球中，浮球直接放置在被測水體中，內(nèi)置的檢測控制器完成信號調(diào)理與信號檢測工作，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測功能。浮球底部安裝有錨鏈，使浮球固定在水體中，浮球頂部安裝有太陽能電池板，實(shí)現(xiàn)終端的自供電。
【IPC分類】G01N33-18
【公開號】CN104614501
【申請?zhí)枴緾N201510000507
【發(fā)明人】居錦武, 王蘭英, 熊興中, 蔡樂才
【申請人】居錦武
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月4日