CN106645365A - 一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统 - Google Patents

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范磊
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/49—Systems involving the determination of the current at a single specific value, or small range of values, of applied voltage for producing selective measurement of one or more particular ionic species

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Abstract

本发明公开了一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个用于水质检测的数据采集终端构成的无线传感器网络，所述数据采集终端通过汇聚节点连接监控终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、无线传输模块、电源管理器和供电模块，发明通过无线传感器网路实时采集工业水质的各项参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入工业水质监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便。

Description

一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统
技术领域
本发明属于自动检测控制领域，尤其涉及一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统。
背景技术
农用土壤是受人类活动强烈影响的一类特殊土壤，其环境质量与人们的身体健康密切相关。土壤污染源主要来自工业“三废”和农药、化肥的大量使用，污染物可通过灌溉水进人土壤，也可通过大气污染、空中的颗粒物(含重金属和致癌物质等)干湿沉降造成土壤污染，随着时间的推移，农田表层土壤铅、铜、锌、汞等重金属含量有增加的趋势。由于农作物的吸收作用，重金属元素从土壤中迁移转化到农作物根茎叶及果实中去，从而连带造成农作物的重金属污染，危及人们的健康水平。因此，如何快速而又简便地实现蔬菜生产基地土壤重金属含量的在线测量成为了一个至关重要的现实问题。
例如申请号为“201320688736.3”的一种区域水环境重金属监测系统，该系统包括监测管理系统和经GPRS与之相联的多个监测终端。监测管理系统中心处理器连接数据收发、数据分析处理和数据库管理模块，还连接显示器/用户终端，数据收发模块连接存储各监测终端的GPS、GIS以及相关重金属浓度的数据库。各监测终端的主控模块包括嵌入式处理器及时钟和GPRS子模块，检测模块包括温度传感器和重金属电化学传感器阵列。运行时监测终端所测水环境的温度和重金属浓度发送到监测管理系统存储并显示。数据分析处理模块将其与标准值和历史数据对比，当为污染水质或某种重金属浓度突升则报警。该系统在检测精度和方式上有待进一步提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个用于水质检测的数据采集终端构成的无线传感器网络，所述数据采集终端通过汇聚节点连接监控终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、无线传输模块、电源管理器和供电模块，所述无线传输模块包含控制器和射频发射器，所述离子浓度检测模块依次通过模数转换器、放大电路模块连接数据处理模块，所述供电模块通过电源管理器连接数据处理模块，所述数据处理模块通过控制器连接射频发射器，所述电源管理器包含取样电路模块、V/F变换模块、调控模块、时钟模块、键盘输入模块、伺服电机、环形自耦变换器和稳压输出模块，所述取样电路模块通过V/F变换模块连接调控模块，所述时钟模块和键盘输入模块分别连接在调控模块的相应端口上，所述调控模块依次通过伺服电机、环形自耦变换器连接稳压输出模块。
作为本发明一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统的进一步优选方案，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。
作为本发明一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统的进一步优选方案，所述数据处理模块和微控制器模块均采用芯片型号为SPCE061A的微处理器。
作为本发明一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统的进一步优选方案，所述离子浓度检测模块采用电化学传感器。
作为本发明一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统的进一步优选方案，所述报警模块采用声光报警模块。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明通过无线传感器网路实时采集工业水质的各项参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入工业水质监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便；
2、能够利用电势测定法的电化学响应性能，并结合一元线性回归建立电极电势与离子浓度的数学模型，实现了对重金属离子浓度的测量、显示和存储；
3、本发明利用无线射频收发器，完成有效的智能化远程监控，有效的提高了工业水质的检测精度。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个用于水质检测的数据采集终端构成的无线传感器网络，所述数据采集终端通过汇聚节点连接监控终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、无线传输模块、电源管理器和供电模块，所述无线传输模块包含控制器和射频发射器，所述离子浓度检测模块依次通过模数转换器、放大电路模块连接数据处理模块，所述供电模块通过电源管理器连接数据处理模块，所述数据处理模块通过控制器连接射频发射器；所述电源管理器包含取样电路模块、V/F变换模块、调控模块、时钟模块、键盘输入模块、伺服电机、环形自耦变换器和稳压输出模块，所述取样电路模块通过V/F变换模块连接调控模块，所述时钟模块和键盘输入模块分别连接在调控模块的相应端口上，所述调控模块依次通过伺服电机、环形自耦变换器连接稳压输出模块。
所述离子浓度检测模块用于对汞离子电极产生的模拟电压信号进行采集；所述放大电路模块用于将模拟电压信号进行放大处理；所述模数转换器用于将放大后的模拟电压信号转化成数字信号，进而上传至数据处理模块；所述数据处理模块用于根据接收的数字信号进行计算处理得出待测水质的重金属含量；所述无线传输模块用于将微控制器模块计算出的重金属含量传输至远程监控终端；所述射频收发器用于识别接收数据传输模块传输的重金属含量同时传输至微控制器模块；所述显示模块用于实时显示控制器模块接收的重金属含量；所述数据存储模块用于实时存储控制器模块接收的重金属含量。
所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。
离子浓度检测模块的原理：离子选择性电极是一种电势型电化学传感器，离子选择性电极的关键部分是离子选择膜，在离子选择膜上不会发生电子得失，但由于存在离子浓度差异，在离子选择膜的两侧表面上会发生离子交换，形成浓差膜电势。
其中，所述离子浓度检测模块采用电化学传感器，所述报警模块采用声光报警模块。
本发明采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；SPCE061A微处理器是凌阳科技公司所生产的16位μ'nSPTM微处理器，内部采用总线结构。主要参数有：工作电压(CPU)VDD为2．4～3．6 V，(I／O)VDDH为2．4～5．5 V；时钟：0．32～49．152 MHz；内置2KBSRAM和32 KB FLASH；2个16位可编程定时器／计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数／模转换)输出通道；32位I／O位通用可编程输入／输出端口；14个中断源可来自定时器A／B时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能，内置在线仿真电路ICE接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能。
SPCE061A具有很高的计算速度，这对于实时操作系统是极为重要的。对于SPCE061A，传统的微处理器硬件和软件的开发已被简化，不再需要在线仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，内建以太网接口，可直接通过网络实现监控；具备UART接口，可使各种串行设备快速进行网络连接。SPCE061A微处理器的软件开发平台ICE集编程、编译、链接、调试、下载于一体，并有完善的TCP／IP协议栈，支持全功能UART通信，配备各种I／O驱动函数库。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，其特征在于：包含监控终端、汇聚节点和由多个用于水质检测的数据采集终端构成的无线传感器网络，所述数据采集终端通过汇聚节点连接监控终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、无线传输模块、电源管理器和供电模块，所述无线传输模块包含控制器和射频发射器，所述离子浓度检测模块依次通过模数转换器、放大电路模块连接数据处理模块，所述供电模块通过电源管理器连接数据处理模块，所述数据处理模块通过控制器连接射频发射器，所述电源管理器包含取样电路模块、V/F变换模块、调控模块、时钟模块、键盘输入模块、伺服电机、环形自耦变换器和稳压输出模块，所述取样电路模块通过V/F变换模块连接调控模块，所述时钟模块和键盘输入模块分别连接在调控模块的相应端口上，所述调控模块依次通过伺服电机、环形自耦变换器连接稳压输出模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，其特征在于：所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，其特征在于：所述数据处理模块和微控制器模块均采用芯片型号为SPCE061A的微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，其特征在于：所述离子浓度检测模块采用电化学传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于稳压电源的工业水质重金属含量监控系统，其特征在于：所述报警模块采用声光报警模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459550A (zh) * 2018-12-20 2019-03-12 苏州科技城医院 基于无线网络传输的水质实时监测分析系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104316662A (zh) * 2014-10-16 2015-01-28 无锡港湾网络科技有限公司 一种重金属水源检测系统
CN204988498U (zh) * 2015-08-28 2016-01-20 苏州市博得立电源科技有限公司 一种基于交流稳压电源的环境噪声测量仪
CN105784800A (zh) * 2016-04-28 2016-07-20 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种工业水质重金属含量智能监控系统
CN105929004A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种射频识别的工业水质重金属含量智能监控系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104316662A (zh) * 2014-10-16 2015-01-28 无锡港湾网络科技有限公司 一种重金属水源检测系统
CN204988498U (zh) * 2015-08-28 2016-01-20 苏州市博得立电源科技有限公司 一种基于交流稳压电源的环境噪声测量仪
CN105784800A (zh) * 2016-04-28 2016-07-20 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种工业水质重金属含量智能监控系统
CN105929004A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种射频识别的工业水质重金属含量智能监控系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459550A (zh) * 2018-12-20 2019-03-12 苏州科技城医院 基于无线网络传输的水质实时监测分析系统

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