CN103871218A - 基于单片机的海洋洋面ph值检测及无线传输系统 - Google Patents

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何炳蔚
邹诚
林昌
李海榕
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Fuzhou University
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Abstract

本发明涉及一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：包括一采集模块和一处理模块，所述采集模块包括一采集单片机，所述采集单片机连接一PH检测计和一无线发射单元，所述处理模块包括一处理单片机，所述处理单片机连接一数码显示单元和一无线接收单元，所述处理单片机还连接一计算机。本发明实现了远距离对海水PH值的实时检测、发送和接收，减小检测现场对人的依赖和危害，并且将海洋洋面检测数据实时上传至计算机，有利于后期的科学研究。

Description

基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统
技术领域
本发明涉及海水pH值检测领域，尤其是一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统。
背景技术
随着科学技术的提高，人类对海洋环境影响日趋严重，海洋环境观测与调查对海洋生态保护与海洋资源开发利用都有积极的作用。 海水pH值是海水特性的一种重要标志，四季气候变化、空气中二氧化碳的含量及人类污水的排放都对海水PH值有着重要的影响。传统上，是由工作人员驾驶海洋调查船航行目的海域，然后进行人工检测，此种调查方式需要人力投入较大，效率较低，在海洋严酷恶劣环境下较危险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，将PH值进行数字化，并通过无线装置进行数据收发，通过无线传输的引入，能很好的实现远距离对海水PH值的实时检测、发送和接收。
本发明采用以下方案实现：一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：包括一采集模块和一处理模块，所述采集模块包括一采集单片机，所述采集单片机连接一PH检测计和一无线发射单元，所述处理模块包括一处理单片机，所述处理单片机连接一数码显示单元和一无线接收单元，所述处理单片机还连接一计算机。
在本发明一实施例中，所述采集单片机和处理单片机型号为AT89S51。
在本发明一实施例中，所述PH检测计型号为PHS-3C。
在本发明一实施例中，所述数码显示单元型号为5461AH。
在本发明一实施例中，所述无线发射单元和无线接收单元型号为nRF905。
由于传统的海洋洋面PH测试仪器需要人工测量，现场读取数据，并且无法将数据自动上传至计算机，由计算机进行后续处理，这些都不便于人们的科研工作。本发明摆脱了传统PH检测方法的不足，基于单片机实现了远距离对海水PH值的实时检测、发送和接收，减小检测现场对人的依赖和危害。本发明工作可靠、数据传输距离远、功耗较低并且结构简单、成本低廉。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
图2为本发明AT89C51单片机结构图及其外围电路。
图3为本发明单片机与PH检测计的连线图。
图4为本发明无线发射单元和无线接收单元电路图。
图5为本发明数码显示单元电路图。
图6为本发明串口电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，包括一采集模块和一处理模块，所述采集模块包括一采集单片机，所述采集单片机连接一PH检测计和一无线发射单元，所述处理模块包括一处理单片机，所述处理单片机连接一数码显示单元和一无线接收单元，所述处理单片机还连接一计算机。
系统工作时，由所述采集单片机获取所述PH检测计的检测数据，并通过所述无线发射单元发送该检测数据，再由所述无线接收单元接收该检测数据，并通过所述处理单片机进行数据处理（如数据格式转换等常规处理），并在所述数码显示单元（数码管）上进行显示，同时将该检测数据上传至所述计算机。具体的：负责采集发送部分的PH检测计、采集单片机和无线发射单元被置于洋面上，PH检测计的电极探头被置于水中，工作开始后，采集单片机通过P1口利用三个74ls373锁存器并行获取PH检测计中AD转换器ICL7107输出的23位数据并储存在单片机内部RAM中，选通端由P3.5~P3.7控制，再通过P2口、P3.0和P3.1十个引脚向无线发射单元写入数据并无线发送数据。由于nRF905的额定供电电压为1.9 - 3.6V，为方便与单片机同时采用5V供电，串联3个二极管使5V的供电电压降为3.3V左右。
如图2所示，所述采集单片机和处理单片机型号为AT89S51，AT89S51是Atmel公司推出的一种低功耗、高性能CMOS 8位微处理器，具有8 KB系统可编程FLASH存储器；256 B RAM；32个I/O引脚，分为4个8位控制端口；看门狗定时器；2个数据指针；3个16位定时器/计数器；两级中断优先等级；可编程全双工串行传输端口；片内晶振及时钟电路；8个中断源；其性能完全能够满足系统要求。
处理单片机通过P2口与P3.0、P3.1十个接口控制无线接收单元接收无线数据并写入数据到单片机内部RAM中。
如图3所示，所述PH检测计型号为PHS-3C，PHS-3C型PH检测计是高性能、高精度的多功能数字显示PH计。具有稳定可靠、使用方便等优点，广泛应用于医疗卫生、制药、大专院校、科研单位、工矿企业及环保等部门。
如图4所示，所述无线发射单元和无线接收单元型号为nRF905，nRF905无线芯片是有挪威NORDIC公司出品的低于1GHz无线数传芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。非常适合于低功耗、低成本的系统设计。
如图5所示，所述数码显示单元型号为5461AH，4位8段，用于显示PH值数据。显示电路中，由P1口作为段选口，P0.0~P0.2作位选口，分别控制PH值数据的百分位、十分位、个位、十位的动态显示。
如图6所示，串口电路中，P3.0和P3.1口分别为单片机的串行输入和串行输出口，MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电，将单片机的P3.0和P3.1口分别与MAX232中的T1IN和R1OUT相连，再通过RS232接口与计算机相连，使储存在单片机的数据上传至计算机中。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：包括一采集模块和一处理模块，所述采集模块包括一采集单片机，所述采集单片机连接一PH检测计和一无线发射单元，所述处理模块包括一处理单片机，所述处理单片机连接一数码显示单元和一无线接收单元，所述处理单片机还连接一计算机。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：所述采集单片机和处理单片机型号为AT89S51。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：所述PH检测计型号为PHS-3C。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：所述数码显示单元型号为5461AH。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统，其特征在于：所述无线发射单元和无线接收单元型号为nRF905。
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