CN104614501A - 一种自供电的水质复合检测终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自供电的水质复合检测终端，实现对被测水样的直接检测，终端将多种水质检测传感器复合安装在一个密封的浮球中，浮球直接放置在被测水体中，内置的检测控制器完成信号调理与信号检测工作，实现水质检测功能。浮球底部安装有锚链，使浮球固定在水体中，浮球顶部安装有太阳能电池板，实现终端的自供电。
Description
技术领域
本发明涉及环境水质检测技术领域，具体涉及一种自供电的水质复合检测终端。
背景技术
随着社会的发展，经济的繁荣，现代化科学技术得到越来越广泛的应用。在环境水质检测技术领域，为了节约人力、物力也急需运用现代化科学技术手段，将计算机与电子技术综合运用，实现检测技术现代化。
在进行环境水质在线检测时，通常先要修建专用的机房，用于安装检测设备。检测设备的通常工作过程是，先将被测水样通过水泵抽到机房存储，再分别送到各检测设备中，进行水质检测，最后得到检测结果。这种检测方式有一些缺点，房屋及土地费用较高，检测设备的工作过程较复杂，而且由于水样要先存储后检测，检测的实时性也受到影响。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种自供电的水质复合检测终端，实现对被测水样的直接检测，终端将多种水质检测传感器复合安装在一个密封的浮球中，浮球直接放置在被测水体中，内置的检测控制器完成信号调理与信号检测工作，实现水质检测功能。浮球底部安装有锚链，使浮球固定在水体中，浮球顶部安装有太阳能电池板，实现终端的自供电。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种自供电的水质复合检测终端，包括密封中空浮球、多种水质检测传感器、检测控制器、太阳能电池板、固定锚和GPRS天线，多种水质检测传感器安装在密封中空浮球的外壳底部；检测控制器安装在密封中空浮球的内部，太阳能电池和GPRS天线安装在浮球的顶部，固定锚通过锚链与密封中空浮球的底部相连，固定锚一端连接有河床。
优选的，所述多种水质检测传感器包括传感器本体和探头，所述传感器本体安装在密封中空浮球的外壳上，所述探头在密封中空浮球的底部外面，浸入水中，完成水质检测。
优选的，所述多种水质检测传感器包括温度传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、溶解氧传感器、COD传感器和PH传感器。
优选的，所述检测控制器由嵌入式处理器、信号调理电路、电池电源管理模块、锂离子充电电池、GPRS DTU设备构成，所述嵌入式处理器为ARM处理器，设有5个UART接口，3个SPI接口，2个I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA转换器，所述电池电源管理模块与所述太阳能电池板4相连，所述电池电源管理模块用于控制对锂离子充电电池的充放电，产生系统所需的工作电源，所述AD转换器与信号调理电路用于完成对各水质传感器的信号检测，所述GPRS DTU与天线一起工作，用于将采集的数据发送到远程数据库。
优选的，所述ARM嵌入式处理器是基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz。
本发明具有以下有益效果：
通过浮球式设计，直接将水质传感器置于被测水样中，一方面无需建设专用的机房，无需土建费用，另一方面简化了水质检测流程，降低了设备制造费用，提高了检测的实时性；采用无线GPRS网络进行数据采集与传输，确保了水质检测数据传输的及时性与稳定性；基于太阳能电池板，实现对内部锂离子充电电池的电能补充，使用过程中无需充电，也无需做维护，实现了设备的自供电；自动在线，自动唤醒，定时完成水质检测数据采集和发送工作；使用灵活、方便，无需维护，自动工作，数量不受限制，自动将数据上传到中心服务器数据库。
附图说明
图1为本发明实施例自供电的水质复合检测终端的结构示意图；
图2是本发明实施例中检测控制器的结构示意图
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种自供电的水质复合检测终端，包括密封中空浮球1、多种水质检测传感器2、检测控制器3、太阳能电池板4、固定锚5和GPRS天线6，多种水质检测传感器2安装在密封中空浮球1的外壳底部；检测控制器安装在密封中空浮球1的内部，太阳能电池4和GPRS天线6安装在浮球的顶部，固定锚5通过锚链与密封中空浮球1的底部相连，固定锚5一端连接有河床7，密封中空浮球1通过底部锚链在河床固定，漂浮在水面8，所述多种水质检测传感器2包括传感器本体和探头，所述传感器本体安装在密封中空浮球1的外壳上，所述探头在密封中空浮球1的底部外面，浸入水中，完成水质检测。
所述多种水质检测传感器包括温度传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、溶解氧传感器、COD传感器和PH传感器，可根据实际需要选择水质传感器的种类和数量
如图2所示，所述检测控制器由嵌入式处理器、信号调理电路、电池电源管理模块、锂离子充电电池、GPRS DTU设备构成，检测控制器基于嵌入式ARM处理器为核心设计，选用的ARM嵌入式处理器是基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MI PS/MHz，具体型号是STM32-103VT。电池电源管理模块，用于控制锂离子充电电池的充放电过程，产生系统所需的工作电源，并控制各水质传感器、信号调理电路、AD转换器、GPRSDTU等设备的电源，在终端休眠时，关闭设备电源，减少能量消耗，实现系统免充电、免维护。AD转换器与信号调理电路用于完成对各水质传感器的信号检测。嵌入式处理器与GPRS DTU相连，GPRS DTU与天线相连，GPRS DTU与天线一起工作，用于将采集的数据通过无线方式发送到远程数据库，所述电池电源管理模块与所述太阳能电池板4相连。
所述ARM嵌入式处理器内置有512K的Flash ROM存储器，64K ROM存储器。该处理器还内置有丰富的外部IO接口，包括5个UART接口，3个SPI接口，2个I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA转换器。
整个水质检测终端设计为免维护操作，内部放置了锂离子充电电池，由太阳能电池板给电池充电。电池电源管理模块，完成对电池能量的管理，在系统休眠时，切断GPRS DTU设备、信号调理电路、各水质检测传感器的电源，以降低系统功耗，实现系统的免充电、免维护功能；为简化系统设计，终端无线网络基于GPRS DTU8010模块设计，该模块自动在线，实现数据透传协议，便于系统通过HTTP协议将水质检测数据以Post方式，上传到WEB服务器，其接口基于UART接口，可直接与嵌入式ARM处理器的UART接口相连
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种自供电的水质复合检测终端，其特征在于，包括密封中空浮球、多种水质检测传感器、检测控制器、太阳能电池板、固定锚和GPRS天线，多种水质检测传感器安装在密封中空浮球的外壳底部；检测控制器安装在密封中空浮球的内部，太阳能电池和GPRS天线安装在浮球的顶部，固定锚通过锚链与密封中空浮球的底部相连，固定锚一端连接着河床。
2.根据权利要求1所述的自供电的水质复合检测终端，其特征在于，所述多种水质检测传感器包括传感器本体和探头，所述传感器本体安装在密封中空浮球的外壳上，所述探头在密封中空浮球的底部外面，浸入水中，完成水质检测。
3.根据权利要求1所述的自供电的水质复合检测终端，其特征在于，所述多种水质检测传感器包括温度传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、溶解氧传感器、COD传感器和PH传感器。
4.根据权利要求1所述的自供电的水质复合检测终端，其特征在于，所述检测控制器由嵌入式处理器、信号调理电路、电池电源管理模块、锂离子充电电池、GPRS DTU设备构成，所述嵌入式处理器为ARM处理器，设有5个UART接口，3个SPI接口，2个I2C接口，USB及CAN接口，SD卡接口，以及AD和DA转换器，所述电池电源管理模块与所述太阳能电池板4相连，所述电池电源管理模块用于控制对锂离子充电电池的充放电，产生系统所需的工作电源，所述AD转换器与信号调理电路用于完成对各水质传感器的信号检测，所述GPRSDTU与天线一起工作，用于将采集的数据发送到远程数据库。
5.根据权利要求4所述的自供电的水质复合检测终端，其特征在于，所述ARM嵌入式处理器是基于CortexTM-M3内核的32位ARM处理器，工作频率为72MHz，工作速率1.25MIPS/MHz。
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