CN106932025A - 一种游泳馆环境实时监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种游泳馆环境实时监测系统，包括显示装置、水质检测装置和一个空气检测装置；显示装置包括电源管理电路、无线模块、MCU、显示装置温度传感器、驱动电路、内显示屏和外显示屏，水质检测装置包括电源管理电路、浑浊传感器、无线模块、MCU、温度传感器和PH传感器，空气检测装置包括电源电路、无线模块、MCU和臭氧传感器；显示装置中MCU分别温度传感器、无线模块、驱动电路相连，驱动电路分别和内、外显示屏相连；水质检测装置中MCU分别和浑浊传感器、无线模块、温度传感器、PH传感器相连；空气检测装置中MCU分别和空气检测无线模块、臭氧传感器相连；各无线模块之间无线通信连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测技术，特别是一种游泳馆环境实时监测系统。
背景技术
在现在的生活中，随人们生活水平上升，环境的破坏，在夏季都是酷暑难耐。所以在夏天的时候，城市中的人们大多会选择去游泳馆进行休闲避暑。但是，大多数人却往往忽略掉水质等安全问题，这就不是去消遣娱乐的问题了。而且有些游泳馆的老板为了接纳更多的市民，水的更换也不是那么频繁，这就导致了水质问题，另外空气的臭氧浓度也影响着人们的健康。所以这个问题也越来越影响着人们的健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种游泳馆环境实时监测系统，具备对水质、空气进行监测，并拥有无线组网的等特性。
一种游泳馆环境实时监测系统，包括显示装置、至少一个水质检测装置和至少一个空气检测装置；显示装置包括显示装置电源管理电路、显示装置无线模块、显示装置MCU、显示装置温度传感器、驱动电路、内显示屏和外显示屏，水质检测装置包括水质检测电源管理电路、浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测MCU、水质检测温度传感器和PH传感器，空气检测装置包括空气检测电源电路、空气检测无线模块、空气检测MCU和臭氧传感器；显示装置MCU分别和显示装置温度传感器、显示装置无线模块、驱动电路相连，驱动电路分别和内、外显示屏相连，市电经过显示装置电源管理为显示装置的各个模块供电；水质检测MCU分别和浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测温度传感器、PH传感器相连，市电经过水质检测电源管理为水质检测传感器的各个模块供电；空气检测MCU分别和空气检测无线模块、臭氧传感器相连，市电经过空气检测无线模块为空气检测装置的各个模块供电；显示装置无线模块分别和水质检测无线模块、空气检测无线模块无线通信连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)采用无线传输模块进行组网，显示装置无线模块作为整个系统的主机，和水质检测无线模块、空气检测无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测装置、空气检测装置；模块化安装管理使操作更简便、维修更方便。无线模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4G无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远。(2)显示装置的内、外显示LED屏大小为显示一个水质检测装置的曲线图和一个空气检测装置的曲线图，若水质检测装置或空气检测装置有多个，显示装置对这块数据进行循环显示。让人们不在担心池水的水质问题，游的安心，玩的开心，同时也能及时督促相关工作人员及时更换池水。(3)水质检测装置采用水质检测温度传感器、浑浊传感器、PH传感器进行水质的检测，所用探头都是防腐型，非常的可靠耐用。(4)空气检测装置是用于检测游泳馆内消毒水这一指标。(5)整个系统的MCU采用ST公司单片机，此类单片机具有低功耗，处理速度快，超强抗干扰。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的MCU最小系统电路图。
图3为本发明的所有无线模块电路图。
图4为本发明的PH值传感器电路图。
图5为本发明的浑浊传感器电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用游泳馆环境实时监测系统包括：包括显示装置、至少一个水质检测装置和至少一个空气检测装置。
其中，显示装置包括显示装置电源管理、显示装置无线模块、显示装置MCU、显示装置温度传感器、驱动电路、内显示屏和外显示屏；水质检测装置包括水质检测电源管理、浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测MCU、水质检测温度传感器和PH传感器；空气检测装置包括空气检测电源电路、空气检测无线模块、空气检测MCU和臭氧传感器；显示装置MCU分别和显示装置温度传感器、显示装置无线模块、驱动电路相连；驱动电路分别和内外显示屏相连；市电经过显示装置电源管理，为显示装置的各个模块供电；水质检测MCU分别和浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测温度传感器、PH传感器相连；市电经过水质检测电源管理，为水质检测传感器的各个模块供电；空气检测MCU分别和空气检测无线模块、臭氧传感器相连；市电经过空气检测无线模块，为空气检测装置的各个模块供电；显示装置无线模块分别和水质检测无线模块、空气检测无线模块无线通信连接。各装置的无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测装置、空气检测装置，模块化安装管理使操作更简便、维修更方便，无线模块为2.4G无线传输模块，具有传输性价比高、传输距离远、低功耗的优点。水质检测温度传感器为带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻。PH传感器采用全铜BNC插口，用于连接PH复合电极，更低的内阻完胜市面上的白胶接头。由于本身具有无线传输网的特性，装有多个空气检测装置，能对大范围空气质量进行检测，准确度提高。该系统的显示装置，外显示屏安装在游泳馆的馆外(入口)，内显示屏安装在游泳馆的馆内，将水质、空气情况公开于众，让人们不在担心池水的水质问题，同时也能及时督促相关工作人员及时更换池水。不使用PH传感器测温，而使用铂电阻测温，是为了更精确的对水温进行监测。水质检测装置设中的水质检测电源管理采用高压注胶的技术，防止和池水进行接触。水质检测装置设有用于安装电源管理注胶部分、水质检测MCU、水质检测无线模块、PH传感器、温度传感器、浑浊传感器的外壳，对接口进行密封处理，整个装置进行防水措施，保证外壳内部进不来池水，从而使系统正常运行。内、外显示屏为LED点阵屏，系统的数据通过LED显示屏进行显示，内、外显示屏的驱动电路设在每一块点阵屏的背后。显示装置电源管理提供两种不同的电压，一种是供控制核心工作的电压，另一种是供显示部分正常显示的电压，并且设有安装显示装置无线模块、显示装置MCU、显示装置温度传感器的外壳，外壳上方具有温度传感器探头的孔和LED驱动电路的排线出口。
如图2所示，MCU最小系统包括电源、单片机、时钟电路、复位电路。对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。单片机时钟系统中都有晶振，在单片机最小系统里，晶振作用非常大，全名叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，(1)上电复位：STM8系列单片及为低电平复位，通常在复位引脚NRST上连接一个电容(C14)到GND，再连接一个电阻(R13)到VCC，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时NRST脚上有足够时间的低电平进行复位，随后回归到高电平进入正常工作状态。(2)按键复位：按键复位就是在复位电容(C14)上并联一个开关，当开关按下时电容(C14)被放电、NRST也被拉到低电平，而且由于电容(C14)的充电，会保持一段时间的低电平来使单片机复位。
如图3所示，为无线模块电路图，采用凌承芯公司的超低功耗2.4G无线模块，使用SPI总线(MSIO、MOSI、SCK、NSS)和单片机进行通信，视距15Km，城市环境3Km，穿透力强。RESET管脚主要是复位无线模块，低电平有效，高电平运行，注意这个管脚一般是在初始化的时候进行操作，初始化操作成功后就严禁使用此管脚，要保持REST管脚的高电平，无线模块有6个普通的GPIO，这里我们不需要使用，所以不需要连接，ANT管脚适用于接外置天线的，可以使用弹簧天线，体积较小，安装简单。
如图4所示，为PH传感器电路图，J6用来和BNC接口连接，BNC接口和探头相互连接，PH传感器采样电路使用了TLCxxxx自校准运算放大器对采集到的数据进行处理，之后输出模拟量给MCU。
如图5所示，为浑浊传感器电路图，将采集到的模拟值传输给MCU进行处理。
水质检测装置的电源输入口为圆柱体，整个圆柱体进行高压注胶，防止与液体接触。三个传感器接口为突出的圆柱体，其圆柱体也进行注胶，防止液体流入，无线模块安装在内部，由于其性能好，不需担心传输穿透问题。由于其安装在远离水的区域，故没有密封装置，天线可以裸露出来，外壳留出排线(长方形)、电源输入(圆形)、天线(六边形)的安装口。
本发明的游泳馆环境实时监测系统在制作时：
由于水质检测装置的PH传感器选用全铜BNC插口，用于连接PH复合电极，更低的内阻完胜市面上的白胶接头。
为了准确的检测水温度，水质检测温度传感器使用市面上带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻，防腐耐用。
显示装置无线模块、水质检测无线模块和空气检测无线模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4G无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远。
显示装置、水质检测装置、空气检测装置的MCU都采用ST意法半导体公司的STM8，是针对工业应用和消费电子开发而推出的8位单片机，此类单片机永远打开的低功耗上电和掉电复位，外设的时钟可单独关闭，具有低功耗，处理速度快，超强抗干扰。
本发明的游泳馆环境实时监测系统在工作时，水质检测装置中的水质检测MCU依次读取浑浊传感器、水质检测温度传感器和PH传感器的数据，经过水质检测MCU处理，通过水质检测无线模块发送到显示装置无线模块；空气检测装置中的控制检测传感器读取臭氧传感器的数据，经过空气检测MCU处理，通过空气检测无线模块发送到显示装置无线模块；显示装置无线模块接收数据，将数据传递到显示装置MCU进行解析，显示装置MCU根据解析出的数据，通过驱动电路进行内、外LED显示屏的进行显示。显示装置的内、外显示LED屏大小为显示一个水质检测装置的曲线图和一个空气检测装置的曲线图，若水质检测装置或空气检测装置有多个，显示装置对这块数据进行循环显示。
Claims (8)
1.一种游泳馆环境实时监测系统，其特征在于，包括显示装置、至少一个水质检测装置和至少一个空气检测装置；
显示装置包括显示装置电源管理电路、显示装置无线模块、显示装置MCU、显示装置温度传感器、驱动电路、内显示屏和外显示屏，
水质检测装置包括水质检测电源管理电路、浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测MCU、水质检测温度传感器和PH传感器，
空气检测装置包括空气检测电源电路、空气检测无线模块、空气检测MCU和臭氧传感器；
显示装置MCU分别和显示装置温度传感器、显示装置无线模块、驱动电路相连，
驱动电路分别和内、外显示屏相连，
市电经过显示装置电源管理为显示装置的各个模块供电；
水质检测MCU分别和浑浊传感器、水质检测无线模块、水质检测温度传感器、PH传感器相连，
市电经过水质检测电源管理为水质检测传感器的各个模块供电；
空气检测MCU分别和空气检测无线模块、臭氧传感器相连，
市电经过空气检测无线模块为空气检测装置的各个模块供电；
显示装置无线模块分别和水质检测无线模块、空气检测无线模块无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，水质检测温度传感器为带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，PH传感器采用全铜BNC插口连接PH复合电极。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，外显示屏安装在游泳馆的馆外，内显示屏安装在游泳馆的馆内。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，水质检测装置中的水质检测电源管理采用高压注胶的技术安装。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，内、外显示屏为LED点阵屏。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，内、外显示屏每一时刻显示一个水质检测装置的曲线图和一个空气检测装置的曲线图；若水质检测装置或空气检测装置有多个，则内、外显示屏循环显示每一水质检测装置的曲线图和每一空气检测装置的曲线图。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，显示装置电源管理提供两种不同的电压，一种是供显示装置无线模块、显示装置MCU、显示装置温度传感器、驱动电路工作的电压，另一种是供内显示屏和外显示屏工作的电压。
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