一種城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，至少包括傳感器單元、硬件電路單元、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元以及上位機(jī)，其中傳感器單元為分布在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的余氯傳感器和傳感器模塊電路，硬件電路單元包括射頻單片機(jī)以及與單片機(jī)配套設(shè)置的電路；節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元為zigbee節(jié)點(diǎn)，其中傳感器單元與硬件電路單元連接且兩者一一對應(yīng)，余氯傳感器對監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)采樣并將檢測到的信息轉(zhuǎn)化成電信號后輸送至硬件電路單元，硬件電路單元連接節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，射頻單片機(jī)將接收到的電信號量化并整合后傳輸至節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，并通過zigbee節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送至上位機(jī)。該設(shè)備能夠短周期、實(shí)時(shí)在線通過檢測鹵素含量來檢測污染物濃度。
【專利說明】一種城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提供了一種檢測設(shè)備，具體涉及一種檢測城市中各個(gè)企業(yè)所排放的廢水中氯元素濃度的設(shè)備，屬于環(huán)境電子檢測設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高，目前的城市典型污染企業(yè)如:染料生產(chǎn)、電鍍、制革、紡織、染料、冶金、化工等，都會或多或少的產(chǎn)生鹵素污染物。針對當(dāng)前許多企業(yè)違反環(huán)保法規(guī)“偷排”現(xiàn)象，在國內(nèi)還沒有完備的企業(yè)污水監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)前環(huán)境部門監(jiān)測手段主要有三種:一、絕大多數(shù)環(huán)境部門的監(jiān)測手段只是通過實(shí)地取樣化驗(yàn)，而且是采取抽樣調(diào)查的形式，不具有實(shí)時(shí)性，且浪費(fèi)人力，又由于實(shí)地采樣的滯后性，企業(yè)超標(biāo)排污往往已經(jīng)導(dǎo)致嚴(yán)重后果環(huán)保部門才發(fā)現(xiàn)，社會影響極壞；二、個(gè)別地區(qū)也有采用有線電話網(wǎng)絡(luò)組建檢測網(wǎng)絡(luò)，這種方式需要長期占用電話線，將會產(chǎn)生巨額的通信費(fèi)用，且設(shè)備安裝、維修困難；三、也有采用GPRS作為無線信號傳輸方式的，但需要第三方信號基站支持，如果排污企業(yè)處在信號覆蓋不到的山谷類地形區(qū)，那么將無法對企業(yè)進(jìn)行有效的監(jiān)控，且這種方式也是付費(fèi)的，更突出的缺點(diǎn)是GPRS功耗較大，設(shè)備的電源問題決定它無法小型化、推廣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種能夠短周期、實(shí)時(shí)在線通過檢測鹵素含量來檢測污染物濃度的無線監(jiān)測設(shè)備，解決了【背景技術(shù)】中的不足。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，至少包括傳感器單元、硬件電路單元、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元以及上位機(jī)，其中傳感器單元為分布在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的余氯傳感器和傳感器模塊電路，硬件電路單元包括射頻單片機(jī)以及與單片機(jī)配套設(shè)置的電路；節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元為zigbee節(jié)點(diǎn)，其中傳感器單元與硬件電路單元連接且兩者一一對應(yīng)，余氯傳感器對監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)采樣并將檢測到的信息轉(zhuǎn)化成電信號后輸送至硬件電路單元，硬件電路單元連接節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，射頻單片機(jī)將接收到的電信號量化并整合后傳輸至節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，并通過zigbee節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送至上位機(jī)。
[0006]所述的余氯傳感器的探頭中設(shè)置有三個(gè)電化學(xué)電極，分別為工作電極、反電極和參考電極，傳感器模塊電路包括穩(wěn)壓電源、參照電壓以及電流電壓轉(zhuǎn)換器。
[0007]所述的zigbee節(jié)點(diǎn)包括電源、復(fù)位電路、蜂鳴器電路、串口連接電路和無線收發(fā)電路。
[0008]所述的上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。
[0009]所述的射頻單片機(jī)為CC2430單片機(jī)。
[0010]所述的余氯傳感器為MESM2402傳感器。
[0011]本實(shí)用新型中所提供的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，采用zigbee節(jié)點(diǎn)與余氯傳感器MESM 2405的系統(tǒng)性結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)精度高達(dá)5ppm (即質(zhì)量比為百萬分之五)的高精度測量，實(shí)時(shí)在線測量使檢測周期大大縮短。同時(shí)zigbee傳輸方式還具有待機(jī)時(shí)間至少可達(dá)6個(gè)月、無需傳輸費(fèi)用，多個(gè)節(jié)點(diǎn)間可自動(dòng)建立節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)覆蓋整個(gè)城市排污企業(yè)時(shí)一張整個(gè)城市企業(yè)污染實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)就建立成功了。
[0012]同時(shí)，本實(shí)用新型中所提供的設(shè)備將傳統(tǒng)的人工采集處理數(shù)據(jù)變?yōu)橛?jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，節(jié)省大量人力資源和經(jīng)費(fèi)支出，同時(shí)可實(shí)時(shí)、直觀的顯示企業(yè)污染物濃度變化曲線，又可長時(shí)間存儲該企業(yè)的排污記錄。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所提供的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明所提供的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備的工作原理框圖。
[0015]圖中:1_傳感器單元，2-硬件電路單元，3-節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，4-上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)具體的說明。
[0017]本實(shí)用新型所提供的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括傳感器單元1、硬件電路單元2、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元3以及上位機(jī)4，其中傳感器單元I為分布在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的余氯傳感器和傳感器模塊電路，本實(shí)施例中所述的余氯傳感器為MESM2402傳感器，所述的余氯傳感器的探頭中設(shè)置有三個(gè)電化學(xué)電極，分別為工作電極、反電機(jī)和參考電極，測量污染物次氯酸濃度的方法是檢測工作電極由于次氯酸濃度變化所產(chǎn)生的電流。傳感器模塊電路包括穩(wěn)壓電源、參照電壓以及電流電壓轉(zhuǎn)換器，其中參照電壓用于調(diào)整工作電極與參考電極之間的電壓，電流電壓轉(zhuǎn)換器用于工作電極。
[0018]所述的硬件電路單元2包括射頻單片機(jī)以及與單片機(jī)配套設(shè)置的電路，所述的射頻單片機(jī)為CC2430單片機(jī)。其中傳感器單元與硬件電路單元連接且兩者一一對應(yīng)，余氯傳感器對監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)采樣并將檢測到的信息轉(zhuǎn)化成電信號后輸送至硬件電路單元。具體為:污水信號在傳感器電極產(chǎn)生微弱的電壓信號，電壓經(jīng)過放大、濾波處理后，得到適合測量的伏特?cái)?shù)量級的電壓信號，電壓經(jīng)過14位AD轉(zhuǎn)換，交由MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)整理后，交由射頻模塊將信號發(fā)送出去。
[0019]節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元3為zigbee節(jié)點(diǎn)，具體來說,所述的zigbee節(jié)點(diǎn)包括電源、復(fù)位電路、蜂鳴器電路、串口連接電路和無線收發(fā)電路。硬件電路單元連接節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，射頻單片機(jī)將接收到的電信號量化并整合后傳輸至節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，并通過zigbee節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送至上位機(jī)。具體來說為節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元3中的無線收發(fā)電路將天線接收的信號放大處理后，由MCU整合數(shù)據(jù)，經(jīng)過SP3232電平轉(zhuǎn)換后,數(shù)據(jù)交給上位機(jī)及計(jì)算機(jī)分析,并完成數(shù)據(jù)的顯示和儲存。
[0020]所述的上位機(jī)4為計(jì)算機(jī)，計(jì)算器將接收到的污染濃度信息分析處理后顯示在顯示器上，并實(shí)時(shí)存儲。計(jì)算機(jī)上設(shè)置有配套的軟件，配套軟件采用VC++設(shè)計(jì)界面。該軟件中集成濃度分析、電池更換等監(jiān)測。并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使?jié)舛葦?shù)據(jù)顯示存儲更加人性化。
[0021]本實(shí)用新型提供的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備工作原理如圖2所示，通過分布于各個(gè)地域的節(jié)點(diǎn)的余氯傳感器MESM2402對水進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為電信號，以射頻單片機(jī)CC2430為核心的硬件電路單元將電信號量化并整合為制定的格式，通過節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元的zigbee節(jié)點(diǎn)將污水濃度信息通過無線路由方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)分析處理后顯示在顯示器上，并實(shí)時(shí)存儲。
【權(quán)利要求】
1.一種城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:至少包括傳感器單元、硬件電路單元、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元以及上位機(jī)，其中傳感器單元為分布在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的余氯傳感器和傳感器模塊電路，硬件電路單元包括射頻單片機(jī)以及與單片機(jī)配套設(shè)置的電路；節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元為zigbee節(jié)點(diǎn)，其中傳感器單元與硬件電路單元連接且兩者--對應(yīng)，余氯傳感器對監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)采樣并將檢測到的信息轉(zhuǎn)化成電信號后輸送至硬件電路單元，硬件電路單元連接節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，射頻單片機(jī)將接收到的電信號量化并整合后傳輸至節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)單元，并通過zigbee節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送至上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:所述的余氯傳感器的探頭中設(shè)置有三個(gè)電化學(xué)電極，分別為工作電極、反電極和參考電極，傳感器模塊電路包括穩(wěn)壓電源、參照電壓以及電流電壓轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:所述的zigbee節(jié)點(diǎn)包括電源、復(fù)位電路、蜂鳴器電路、串口連接電路和無線收發(fā)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:所述的上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:所述的射頻單片機(jī)為CC2430單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市企業(yè)排氯水質(zhì)無線監(jiān)測設(shè)備，其特征在于:所述的余氯傳感器為MESM2402傳感 器。
【文檔編號】H04W84/18GK203465827SQ201320391858
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】金星, 胡楷, 何東, 蔡文靜 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）