本實(shí)用新型涉及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置。

背景技術(shù)：

游泳是一種效果良好的運(yùn)動(dòng)方式，游泳對(duì)心血管系統(tǒng)的改善有相當(dāng)重要的作用。冷水的刺激通過(guò)熱量調(diào)節(jié)作用與新陳代謝能促進(jìn)血液循環(huán)；此外游泳時(shí)水的壓力和阻力還對(duì)心臟和血液的循環(huán)起到特殊的作用。還可以有效的提高心肺功能，同時(shí)可以增強(qiáng)耐力和提高肺活量。當(dāng)然直接可以影響到一個(gè)人體的抵抗力的提高。在游泳的時(shí)候，游泳消耗的能量非常大，這是由于游泳的時(shí)候阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，在水中，每走一步都要用比較多的力氣，所以游泳的確可以消耗較多能量，所以也是較為理想的減肥方式，使身體得到全面、勻稱、協(xié)調(diào)的發(fā)展，使肌肉線條流暢。由于水中有浮力作用，運(yùn)動(dòng)時(shí)可以減少骨骼的沖擊，降低勞損率，因此也是病人做康復(fù)運(yùn)動(dòng)的極佳方式，近年來(lái)游泳這類集休閑、娛樂(lè)、健身、康復(fù)等多功能的運(yùn)動(dòng)方式受到越來(lái)越多的推廣。

隨著人們物質(zhì)文化水平和國(guó)民健康意識(shí)的提高，游泳池已成為非常普及的設(shè)施。但是，這類泳池因運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高，衛(wèi)生情況往往不樂(lè)觀，水質(zhì)無(wú)法保證。根據(jù)衛(wèi)生監(jiān)督部門(mén)的調(diào)查，國(guó)內(nèi)很多游泳池的水環(huán)境不容樂(lè)觀，尤其是公共游泳池，存在問(wèn)題就更加突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置，一方面可以檢測(cè)感知泳池的水環(huán)境同時(shí)與衛(wèi)生監(jiān)管部門(mén)聯(lián)網(wǎng)并向其定期提供監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)報(bào)告；另一方面可以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)通過(guò)控制泳池水循環(huán)的流量、速度以及添加物來(lái)控制水體的質(zhì)量和溫度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供了一種小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置，包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、上位機(jī)、傳感器檢測(cè)單元、矩陣鍵盤(pán)、顯示器、聲光報(bào)警裝置、驅(qū)動(dòng)電路、循環(huán)泵以及GPRS模塊，所述的微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換裝置、上位機(jī)、傳感器檢測(cè)單元、矩陣鍵盤(pán)、顯示器、聲光報(bào)警裝置和驅(qū)動(dòng)電路相連接，所述的驅(qū)動(dòng)電路還與循環(huán)泵相連接，所述的GPRS模塊與上位機(jī)相連接。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的傳感器檢測(cè)單元包括pH傳感器、濁度傳感器和溫度傳感器，所述的濁度傳感器和溫度傳感器均通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換裝置與微處理器相連接。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的循環(huán)泵包括水泵和電磁閥。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的微處理器采用集成電路控制芯片。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的矩陣鍵盤(pán)采用4個(gè)獨(dú)立的鍵盤(pán)按鍵。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的顯示器采用液晶顯示器，顯示中文、英文和數(shù)字。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置，一方面可以檢測(cè)感知泳池的水環(huán)境同時(shí)與衛(wèi)生監(jiān)管部門(mén)聯(lián)網(wǎng)并向其定期提供監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)報(bào)告；另一方面可以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)通過(guò)控制泳池水循環(huán)的流量、速度以及添加物來(lái)控制水體的質(zhì)量和溫度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1 是本實(shí)用新型小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是電源電路；

圖3是控制系統(tǒng)電路；

圖4是PH和濁度檢測(cè)電路；

圖5是溫度檢測(cè)電路；

圖6是顯示電路；

圖7是光耦開(kāi)關(guān)電路；

圖8是聲光報(bào)警電路；

圖9是循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)電路。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例包括：

一種小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置，包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、上位機(jī)、傳感器檢測(cè)單元、矩陣鍵盤(pán)、顯示器、聲光報(bào)警裝置、驅(qū)動(dòng)電路、循環(huán)泵以及GPRS模塊，所述的微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換裝置、上位機(jī)、傳感器檢測(cè)單元、矩陣鍵盤(pán)、顯示器、聲光報(bào)警裝置和驅(qū)動(dòng)電路相連接，所述的驅(qū)動(dòng)電路還與循環(huán)泵相連接，所述的GPRS模塊與上位機(jī)相連接。

上述中，所述的傳感器檢測(cè)單元包括pH傳感器、濁度傳感器和溫度傳感器，所述的濁度傳感器和溫度傳感器均通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換裝置與微處理器相連接。

本實(shí)施例中，所述的微處理器采用集成電路控制芯片；所述的循環(huán)泵包括水泵和電磁閥；所述的矩陣鍵盤(pán)采用4個(gè)獨(dú)立的鍵盤(pán)按鍵；所述的顯示器采用液晶顯示器，顯示中文、英文和數(shù)字。

結(jié)合圖2至圖9所示，小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置的硬件電路，由電源、1個(gè)控制芯片、4個(gè)鍵盤(pán)按鍵、1個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊、3個(gè)傳感器、1組液晶屏、2個(gè)繼電器、5個(gè)光耦開(kāi)關(guān)、1個(gè)聲光報(bào)警模塊（含1個(gè)晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路）、1個(gè)GPRS模塊、7個(gè)晶體管驅(qū)動(dòng)放大電路模塊和多個(gè)電阻、電容等組成。

下表為集成電路控制芯片U1的引腳配置：

。

如圖3所示，集成電路控制芯片U1其P0口的所有腳接液晶屏的7-14腳，另外P2口的4、5、6腳也接在顯示器的4、5、6腳，這樣由P0口和P2口共同控制數(shù)據(jù)的顯示。P1口的0、1、2、3腳分別接在四個(gè)獨(dú)立按鍵的引腳上，4、5、6腳接三個(gè)傳感器，其中4腳用于溫度檢測(cè)，5、6腳共同用于濁度和PH檢測(cè)，7腳接聲光報(bào)警電路。P2口的0、1腳接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵的運(yùn)行。P2口的2、3腳和P3口的2、3、4腳接光耦開(kāi)關(guān)電路，控制光耦的通斷。P3口的的0、1用于與上位機(jī)進(jìn)行串行通信，7腳接在溫度檢測(cè)電路中。

如圖4所示，A/D轉(zhuǎn)換芯片U9功能是將濁度傳感器ZD和PH傳感器PH輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，從而直接獲得水體參數(shù)。系統(tǒng)中將濁度傳感器接在A/D轉(zhuǎn)換芯片的四路模擬輸入的第一路輸入端AIN0，PH傳感器接在第二路輸入端AIN1，兩路輸入端外接排針?lè)奖銈鞲衅鞯倪B接，輸出端與電源之間還串有3個(gè)10K的電阻，控制芯片的I2C的總線SCL、SDA接入輸出端讀出芯片轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

如圖5所示，溫度傳感器UT1/UT2有三個(gè)引腳，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端，VCC和GND為接地端和電壓端，VCC端和DQ端串有一個(gè)10K的電阻?？刂菩酒腜1.4和P3.7引腳分別接在兩個(gè)傳感器的DQ引腳上，輸入溫度的數(shù)字信號(hào)。

四個(gè)獨(dú)立按鍵一端接電壓VCC，另一端分別接在集成電路控制芯片P1口的0、1、2、3腳。通過(guò)按鍵功能可以進(jìn)行系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)境因子閾值的修改。S1為功能鍵，選擇是正常工作模式還是進(jìn)入?yún)?shù)修改模式；S2是選擇鍵，在功能件按下，進(jìn)入?yún)?shù)修改模式后，通過(guò)S2按下不同的次數(shù)移動(dòng)液晶的光標(biāo)來(lái)選擇需要修改的參數(shù)；S3是增加鍵；S4是減少鍵。

系統(tǒng)的顯示電路顯示裝置控制的水體參數(shù)和報(bào)警的信息。顯示屏可顯示中文，英文和數(shù)字的顯示，由此可以看出當(dāng)前泳池池中水質(zhì)的具體情況，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的作用。顯示屏除了連接電壓端和接地端外，由P2口和P0口共同控制。

集成電路控制芯片U1通過(guò)P1口的2、3引腳與上位機(jī)的串口連接實(shí)現(xiàn)裝置與上位機(jī)之間的通信。連接時(shí)需將RXD與TXD反接，即控制芯片的RXD接上位機(jī)的TXD，控制芯片的TXD接上位機(jī)的RXD。再通過(guò)上位機(jī)控制的GPRS模塊就可實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)生系統(tǒng)的互聯(lián)，定期向其傳輸采集到的數(shù)據(jù)。

如圖8所示，聲光報(bào)警器一端接P1口的7引腳，另一端通過(guò)電阻、二極管、晶體三極管連接電壓端VCC。當(dāng)水池的環(huán)境參數(shù)異常或者遇到異常情況（維修，漏水等）系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警。

集成電路控制芯片P2口的0、1引腳接循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)電路，系統(tǒng)通過(guò)控制芯片管理繼電器通斷從而控制水泵端的控制器，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的目的。繼電器不工作時(shí)，電機(jī)的零火線都處在斷開(kāi)狀態(tài)，電路也更加安全。兩個(gè)循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)電路分別控制兩個(gè)水泵從泳池中抽出底層水或放水到泳池表層。

集成電路控制芯片P2口的2、3引腳和P3口的2、3、4引腳接光耦開(kāi)關(guān)電路，每個(gè)光耦開(kāi)關(guān)都有一個(gè)隔離電磁閥，隔離后由三極管放大進(jìn)水閥端電流控制進(jìn)水閥的通斷，分別控制冷熱水（P2口的2、3引腳控制）、絮凝劑（P3口的2引腳）、酸堿液（P3口的3、4引腳）的投放。

本實(shí)例的工作原理如下：

整個(gè)監(jiān)控裝置系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水質(zhì)處理兩個(gè)階段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)階段，水環(huán)境正常，系統(tǒng)中只有傳感器、GPRS模塊和控制芯片工作，系統(tǒng)監(jiān)控的各項(xiàng)水質(zhì)數(shù)據(jù)都可以在液晶顯示器中看出并將采集到的數(shù)據(jù)定期向衛(wèi)生系統(tǒng)傳輸；水質(zhì)環(huán)境在需調(diào)控的范圍時(shí)候，系統(tǒng)進(jìn)入水質(zhì)處理階段恢復(fù)水質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警，提醒使用者和管理人員。

具體工作流程：

1、系統(tǒng)首先工作在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)階段，通過(guò)控制芯片讀出的各個(gè)傳感器的示數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控泳池的水環(huán)境值；

2、當(dāng)泳池的水環(huán)境未超出正常的波動(dòng)范圍時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)工作在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)階段；

3、當(dāng)泳池的水環(huán)境超出正常的波動(dòng)范圍時(shí)，系統(tǒng)中的控制芯片控制循環(huán)泵定量地抽取泳池底部的水，經(jīng)過(guò)處理池的水質(zhì)處理后，從泳池上端輸回至泳池中，這樣循環(huán)工作，直到泳池的水環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)在健康的范圍后進(jìn)入實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)階段；

4、系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)值均可以通過(guò)程序預(yù)設(shè)或者利用保留的獨(dú)立鍵盤(pán)輸入更改。

本實(shí)用新型的小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）監(jiān)測(cè)感知泳池的水環(huán)境，包括溫度、濁度、pH值，并在液晶屏顯示；

2）利用GPRS模塊與衛(wèi)生監(jiān)督系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸；

3）根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)控制泳池水循環(huán)的流量、速度、溫度；

4）實(shí)現(xiàn)在微處理器控制下的泳池中的溫度、pH值和濁度的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；

5）當(dāng)泳池水出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警提醒使用者和管理人員；

6）系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)值均可通過(guò)程序預(yù)設(shè)或利用保留的獨(dú)立鍵盤(pán)輸入更改；

7）系統(tǒng)結(jié)合了數(shù)字PID原理、PWM電機(jī)控制原理等實(shí)現(xiàn)以上各功能。

綜上所述，本實(shí)用新型的小型泳池水環(huán)境監(jiān)測(cè)控制裝置，一方面可以檢測(cè)感知泳池的水環(huán)境同時(shí)與衛(wèi)生監(jiān)管部門(mén)聯(lián)網(wǎng)并向其定期提供監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)報(bào)告；另一方面可以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)通過(guò)控制泳池水循環(huán)的流量、速度以及添加物來(lái)控制水體的質(zhì)量和溫度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。