CN109061083A - 一种新型智能水质检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型智能水质检测方法，包括以下步骤：通过溶解氧传感器获取待检测水质中的溶解氧和温度参数，并传输给移动终端；通过pH传感器获取待检测水质中的pH参数，传输给移动终端；提取Kml的纯净水放入检测仓进行校验，同时，取N支检测管进行编号，得到1号至N号检测管，并分别向N支检测管中加入K ml的待检测液体；向1号至N号检测管中加入指示剂并摇匀后静止T时间，将1号至N号检测管依次放入检测仓检测，并将检测的指标反馈给移动终端。

Description

一种新型智能水质检测方法

技术领域

本发明涉及水质检测设备技术领域，尤其是一种新型智能水质检测方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

传统水质检测，使用的是化学滴定法，不仅过程繁琐，效率低，精准度较差，而且受操作人熟练程度及颜色敏感度影响比较明显，不适合大规模的应用。而对于相对专业的水质检测科工作人员，进行化验分析时使用的方法是采用原子吸收分光光度法，虽然此方法检测精确，但是检测成本和设备运营维护费用高，不适用于大规模的快速检测，并会影响检测速度。

在排放废水过程中，排放出一些危及人体自身安全的重金属，目前，池塘水质检测科工作人员需要进行化验分析，常常使用传统的方法是采用原子吸收分光光度法。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术没有集成多参数实时检测和光电检测，不能做到一机多参数检测，而且测量准确性差；

没有结合智能手机进行远程操作，数据共享和数据分析，往往只具备本地测量与显示功能，数据保存量有限，查看不方便，也无法有效的利用这些数据进行增值服务；

操作过程复杂繁琐，不容易快速掌握，检测效率低，用户体验差。

解决上述技术问题的难度和意义：

1)多参数的集成与检测，关键点在于要解决不同参数检测检测之间的相互干扰问题，同时还要保证此方法可实现性和可操作性；

2)本发明的方法在参数检测前会进行校准操作，可以有效地保证测量结果的准确性；并通过光谱检测原理实现大部分参数的检测，以替代传统的肉眼识别，消除人为误差，进一步保障了此方法的准确性；

3)数据快速、稳定、可靠的在系统各级之间进行传输和通信，是本发明的方法重点解决的另一个技术难点；

4)数据检测只是基础，通过云平台和大数据分析，对这些检测数据进行解析和利用，用于指导实际生产以提升效益，预测可能存在的风险并提前做好防范措施以减小损失等；

本发明的方法操作简便、快捷，极大的提升了检测效率，并且易学习掌握，适合于实际生产应用推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型智能水质检测方法，本发明采用的技术方案如下：

一种新型智能水质检测方法，包括检测主机，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中溶解氧浓度的溶解氧传感器，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中pH值的pH传感器，以及与检测主机无线通讯连接、用于获取检测主机检测的水质指标并予以显示的移动终端。

所述检测主机，包括壳体，设置在壳体前端顶部、用于放置待检的比色皿的检测仓，设置在壳体侧面边缘的电源开关，设置在壳体的后端的充电接口，均设置在壳体上的检测指示灯、检测按钮、电源指示灯、网络指示灯、校准按钮、校准指示灯和充电指示灯，贴合在壳体的上表面边缘的引磁片，均设置在壳体的前端的溶解氧传感器接口和PH传感器接口，以及分别与电源开关、充电接口、溶解氧传感器接口、PH传感器接口、检测指示灯、检测按钮、电源指示灯、网络指示灯、校准按钮、校准指示灯和充电指示灯连接的检测主板；所述溶解氧传感器接口与溶解氧传感器连接，所述PH传感器接口与pH传感器连接，且所述移动终端贴合在引磁片上。

所述水质检测方法包括以下步骤：

步骤S1，通过溶解氧传感器获取待检测水质中的溶解氧和温度参数，并传输给移动终端。其中，将溶解氧传感器连接在

步骤S2，通过pH传感器获取待检测水质中的pH参数，传输给移动终端。

步骤S3，提取Kml的纯净水放入检测仓进行校验，同时，取N支检测管进行编号，得到1号至N号检测管，并分别向N支检测管中加入K ml的待检测液体；向1号至N号检测管中加入指示剂并摇匀后静止T时间，将1号至N号检测管依次放入检测仓检测，并将检测的指标反馈给移动终端；其中，N、K、T 均为大于1的自然数。

具体地，所述步骤S3中，N等于5，K等于4；指示剂滴定具体如下：

(1)向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-1，再向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-2，摇匀，静止120秒，放入检测仓检测，并将检测的氮氨指标经检测主机反馈给移动终端。

(2)向2号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-1，再向2号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-2，摇匀，静止5-14分钟，放入检测仓检测，并将检测的低亚盐指标经检测主机反馈给移动终端。

(3)向3号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-1，再向3 号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-2，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的总碱度指标经检测主机反馈给移动终端。

(4)向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-1，再向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总硬度指示剂，最后向4 号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为30ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止 30秒，放入检测仓检测，并将检测的总硬度指标经检测主机反馈给移动终端。

(5)向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-1，再向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的钙离子指示剂，最后向5 号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止 30秒，放入检测仓检测，并将检测的钙离子指标经检测主机反馈给移动终端。

更进一步地，进一步地，所述检测主板上印制安装有STM32系列的单片机，输出与单片机的电源输入端连接的第二供电电路，输出与第二供电电路的输入连接的第一供电电路，与第一供电电路的输出连接的第三供电电路，与单片机连接、且与移动终端通讯连接的蓝牙模块，与单片机连接、用于传输检测的水质指标的光电检测模块接口电路，连接在单片机与溶解氧传感器接口、PH传感器接口之间的通讯接口电路，与单片机连接、用于驱动所述校准指示灯的第一驱动电路，与单片机连接、用于驱动所述电源指示灯的第三驱动电路，以及与单片机连接、驱动用于检测指示灯的第二驱动电路。

更进一步地，所述第一供电电路包括具有TEMP引脚、PROG引脚、GND 引脚、Vcc引脚、CE引脚、CHRG引脚、STDBY引脚和BAT引脚的充电管理芯片U3，一端与充电接口连接的电阻R1，并联后一端与电阻R1的另一端连接、且另一端接地的电容C1和电容C2，一端与充电管理芯片U3的PROG引脚连接、且另一端接地的电阻R6，一端与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的电容C7，以及一端与与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的端口P6。

更进一步地，所述第二供电电路包括具有Vin引脚、GND引脚、EN引脚、 Vout引脚和NC引脚、且所述Vin引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U2，连接在充电管理芯片U2的Vin引脚与GND引脚之间的电容 C3，以及连接在充电管理芯片U2的Vout引脚与NC引脚之间的电容C4。

更进一步地，所述第三供电电路包括具有OUT引脚、IN引脚、GND引脚、 EN引脚、NC引脚和PG引脚、且IN引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U4，并联后连接在充电管理芯片U4的IN引脚与GND引脚之间的电容C11和电容C8，并联后连接在充电管理芯片U4的OUT引脚与NC引脚之间的电容C9和电容C10，以及一端与充电管理芯片U4的EN引脚连接、且另一端接地的电阻R44。

优选地，所述通讯接口电路具有RO引脚、RE引脚、DE引脚、DI引脚、 VCC引脚、A引脚和B引脚、且与单片机采用RS485通信线连接的通讯转换芯片U5，以及与通讯转换芯片U5连接、用于经溶解氧传感器接口获取待检测的水质中溶解氧浓度、且经PH传感器接口获取待检测的水质中pH值的隔离变送器U10。

进一步地，所述第一驱动电路包括一端与单片机的串行口PC2连接的电阻 R25，基极与电阻R25的另一端连接、集电极与校准指示灯连接、且发射极接地的三极管Q4，以及连接在三极管Q4的基极与发射极之间的电阻R28。

进一步地，所述第二驱动电路包括一端与单片机的串行口PC0连接的电阻 R56，基极与电阻R56的另一端连接、集电极与检测指示灯连接、且发射极接地的三极管Q7，以及连接在三极管Q7的基极与发射极之间的电阻RR41。

进一步地，所述第三驱动电路包括一端与单片机的串行口PA4连接的电阻 R57，基极与电阻R57的另一端连接、集电极与电源指示灯连接、且发射极接地的三极管Q8，以及连接在三极管Q8的基极与发射极之间的电阻R58。

进一步地，所述光电检测模块接口电路包括一端均与充电管理芯片U2的 Vout引脚连接的电阻R31、电阻R33和电阻R34，输出端与电阻R31的另一端连接的二极管D4，一端与二极管D4的输入端连接的电阻R60，集电极与二极管D4的输出端连接、发射极与电阻R33的另一端连接的三极管Q5，一端与电阻R34的另一端连接、且另一端与三极管Q5的基极连接的电阻R32，一端与三极管的Q5的发射极连接的电阻R35，基极与电阻R35的另一端连接、且发射极与充电管理芯片U2的Vout引脚连接的三极管Q6，以及与三极管Q6的集电极连接的电阻R36。

优选地，所述蓝牙模块包括型号为BLE100的蓝牙通讯芯片U1，与蓝牙通讯芯片U1的nReset引脚连接的电阻R4和电容C5，与蓝牙通讯芯片U1的VCC引脚连接的电容C10和电容C12，与蓝牙通讯芯片U1的tRelud引脚连接的电阻 R14和电容C15，与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接、用于所述驱动网络指示灯的第四驱动电路，以及与蓝牙通讯芯片U1的WakeUP Key引脚连接的电阻R5 和电容C6。

所述第四驱动电路包括与一端与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接的电阻 R13，基极与电阻R13的另一端连接、集电极与网络指示灯(10)连接、且发射极接地的三极管Q3，以及连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻R37。

巧妙地，所述新型智能水质检测方法，还包括设置在壳体底部、用于防滑、支撑的四个支撑垫。

更进一步地，所述新型智能水质检测方法，还包括与单片机连接的USB串口电路；所述USB串口电路包括型号为CH340G的USB串口芯片U7，并联后一端与USB串口芯片U7的VCC引脚连接、且另一端接地的电容C16和电容C17，连接在USB串口芯片U7的TXD引脚与单片机的串行口PA10之间的电阻R23，连接在USB串口芯片U7的RXD引脚与单片机的串行口PA9之间的电阻R24，一端与USB串口芯片U7的VD+引脚连接的电阻R27，一端与USB串口芯片U7的VD-引脚连接的电阻R30，一端与USB串口芯片U7的XI引脚连接的电容C19，连接在USB串口芯片U7的XI引脚与XO引脚之间的晶振Y1，一端与USB串口芯片U7的XO引脚连接、且另一端与电容C19的另一端连接的电容C20，输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R27的另一端连接的二极管D3，以及输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R30的另一端连接的二极管D2。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用创新性的光谱检测，完美集成了溶解氧，温度，pH的实时检测，同时具备氨氮，亚硝酸盐，总碱度，总硬度，钙离子检测的智能水质检测仪。

(2)本发明包括检测主机，溶解氧传感器，pH传感器，试剂等。是市面上第一款具有多参数实时检测和光电检测的产品，真正做到了一机多参数检测，是一款操作便捷，测量准确的产品。

(3)本发明在参数检测前会进行校准操作，可以有效地保证测量结果的准确性；并通过光谱检测原理实现大部分参数的检测，以替代传统的肉眼识别，消除人为误差，进一步保障了此方法的准确性。

(4)本发明通过云平台和大数据分析，对这些检测数据进行解析和利用，用于指导实际生产以提升效益，预测可能存在的风险并提前做好防范措施以减小损失等。

(5)本发明提出了一种操作简便、快捷的检测方式，极大的提升了检测效率，并且易学习掌握，适合于实际生产应用推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的检测主体的主视图。

图2为本发明的检测主体的右视图。

图3为本发明的检测主体的仰视图。

图4为本发明的检测主体的立体图。

图5为本发明的单片机接线原理图。

图6为本发明的第一供电电路原理图。

图7为本发明的第二供电电路原理图。

图8为本发明的第三供电电路原理图。

图9为本发明的通讯接口电路原理图。

图10为本发明的第一驱动电路原理图。

图11为本发明的第三驱动电路原理图。

图12为本发明的第二驱动电路原理图。

图13为本发明的温度检测电路原理图。

图14为本发明的USB串口电路原理图。

图15为本发明的光电检测模块接口电路原理图。

图16为本发明的蓝牙模块的电路原理图。

图17为本发明的检测流程图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-壳体，2-检测仓，3-电源开关，4-充电接口，6-检测指示灯，7-检测按钮， 8-电源指示灯，9-引磁片，10-网络指示灯，11-校准按钮，12-校准指示灯，13- 充电指示灯，14-支撑垫，51-溶解氧传感器接口，52-PH传感器接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图17所示，本实施例提供了一种新型智能水质检测方法，其目的在于，解决现有技术中没有集成多参数实时检测和光电检测，不能做到一机多参数检测，而且测量准确性差。具体来说，该检测方法采用包括检测主机，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中溶解氧浓度的溶解氧传感器，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中pH值的pH传感器，以及与检测主机无线通讯连接、用于获取检测主机检测的水质指标并予以显示的移动终端。其中，该检测主机又又包括壳体1，设置在壳体1前端顶部、用于放置待检的比色皿的检测仓2，设置在壳体1侧面边缘的电源开关3，设置在壳体1的后端的充电接口4，均设置在壳体1上的检测指示灯6、检测按钮7、电源指示灯8、网络指示灯10、校准按钮11、校准指示灯12和充电指示灯13，贴合在壳体1的上表面边缘的引磁片9，均设置在壳体1的前端的溶解氧传感器接口51和PH传感器接口52，分别与电源开关3、充电接口4、溶解氧传感器接口51、PH传感器接口52、检测指示灯6、检测按钮7、电源指示灯8、网络指示灯10、校准按钮 11、校准指示灯12和充电指示灯13连接的检测主板，设置在壳体1底部、用于防滑、支撑的四个支撑垫14。另外，溶解氧传感器用于检测待检测的水质中溶解氧浓度、且与溶解氧传感器接口51连接。pH传感器用于检测待检测的水质中pH值、且与PH传感器接口52连接。在本实施例例中，检测主机与移动终端通讯连接，并且贴合在引磁片9上，用于获取检测主板检测的水质指标，并予以显示。本实施例适用于渔业养殖、莲藕种植、生活用水水库和工业废水等场合。

另外，本实施例的检测主板上安装有所述检测主板上印制安装有STM32系列的单片机，输出与单片机的电源输入端连接的第二供电电路，输出与第二供电电路的输入连接的第一供电电路，与第一供电电路的输出连接的第三供电电路，与单片机连接、且与移动终端通讯连接的蓝牙模块，与单片机连接、用于传输检测的水质指标的光电检测模块接口电路，连接在单片机与溶解氧传感器接口51、PH传感器接口52之间的通讯接口电路，与单片机连接、用于驱动所述校准指示灯12的第一驱动电路，与单片机连接、用于驱动所述电源指示灯8 的第三驱动电路，以及与单片机连接、驱动用于检测指示灯6的第二驱动电路。

下面具体说明本实施例涉及的电路模块结构及其连接关系：

在本实施例中，该第一供电电路包括具有TEMP引脚、PROG引脚、GND 引脚、Vcc引脚、CE引脚、CHRG引脚、STDBY引脚和BAT引脚的充电管理芯片U3，一端与充电接口4连接的电阻R1，并联后一端与电阻R1的另一端连接、且另一端接地的电容C1和电容C2，一端与充电管理芯片U3的PROG引脚连接、且另一端接地的电阻R6，一端与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的电容C7，以及一端与与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的端口P6。另外，所述第二供电电路包括具有Vin引脚、GND引脚、 EN引脚、Vout引脚和NC引脚、且所述Vin引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U2，连接在充电管理芯片U2的Vin引脚与GND引脚之间的电容C3，以及连接在充电管理芯片U2的Vout引脚与NC引脚之间的电容 C4。不仅如此，所述第三供电电路包括具有OUT引脚、IN引脚、GND引脚、 EN引脚、NC引脚和PG引脚、且IN引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U4，并联后连接在充电管理芯片U4的IN引脚与GND引脚之间的电容C11和电容C8，并联后连接在充电管理芯片U4的OUT引脚与NC引脚之间的电容C9和电容C10，以及一端与充电管理芯片U4的EN引脚连接、且另一端接地的电阻R44。

为了保证指示灯动作可靠，本实施例中的第一驱动电路包括一端与单片机的串行口PC2连接的电阻R25，基极与电阻R25的另一端连接、集电极与校准指示灯12连接、且发射极接地的三极管Q4，以及连接在三极管Q4的基极与发射极之间的电阻R28。另外，动电路包括一端与单片机的串行口PC0连接的电阻R56，基极与电阻R56的另一端连接、集电极与检测指示灯6连接、且发射极接地的三极管Q7，以及连接在三极管Q7的基极与发射极之间的电阻RR41。与此同时，该三驱动电路包括一端与单片机的串行口PA4连接的电阻R57，基极与电阻R57的另一端连接、集电极与电源指示灯(8)连接、且发射极接地的三极管Q8，以及连接在三极管Q8的基极与发射极之间的电阻R58。

至关重要的，为了获取移动终端通讯连接，本实施例巧妙地设置了蓝牙模块，该蓝牙模块包括型号为BLE100的蓝牙通讯芯片U1，与蓝牙通讯芯片U1的 nReset引脚连接的电阻R4和电容C5，与蓝牙通讯芯片U1的VCC引脚连接的电容C10和电容C12，与蓝牙通讯芯片U1的tRelud引脚连接的电阻R14和电容 C15，与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接、用于所述驱动网络指示灯(10)的第四驱动电路，以及与蓝牙通讯芯片U1的Wake UP Key引脚连接的电阻R5和电容C6。其中，第四驱动电路包括与一端与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接的电阻R13，基极与电阻R13的另一端连接、集电极与网络指示灯(10)连接、且发射极接地的三极管Q3，以及连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻 R37。

在本实施例中，通过设置光电检测模块接口电路，采用光电检测水质内的各项指标，该电路与检测仓内的光电传感器连接，需要说明的是，光电设备传感器通过购买便可获得。具体来说，该光电检测模块接口电路包括一端均与充电管理芯片U2的Vout引脚连接的电阻R31、电阻R33和电阻R34，输出端与电阻R31的另一端连接的二极管D4，一端与二极管D4的输入端连接的电阻 R60，集电极与二极管D4的输出端连接、发射极与电阻R33的另一端连接的三极管Q5，一端与电阻R34的另一端连接、且另一端与三极管Q5的基极连接的电阻R32，一端与三极管的Q5的发射极连接的电阻R35，基极与电阻R35的另一端连接、且发射极与充电管理芯片U2的Vout引脚连接的三极管Q6，以及与三极管Q6的集电极连接的电阻R36。

另外，本实施例还公布了通讯接口电路和USB串口电路的结构及连接关系，具体来说，该通讯接口电路具有RO引脚、RE引脚、DE引脚、DI引脚、VCC 引脚、A引脚和B引脚、且与单片机采用RS485通信线连接的通讯转换芯片U5，以及与通讯转换芯片U5连接、用于经溶解氧传感器接口51获取待检测的水质中溶解氧浓度、且经PH传感器接口52获取待检测的水质中pH值的隔离变送器 U10。其中，USB串口电路又包括型号为CH340G的USB串口芯片U7，并联后一端与USB串口芯片U7的VCC引脚连接、且另一端接地的电容C16和电容 C17，连接在USB串口芯片U7的TXD引脚与单片机的串行口PA10之间的电阻R23，连接在USB串口芯片U7的RXD引脚与单片机的串行口PA9之间的电阻R24，一端与USB串口芯片U7的VD+引脚连接的电阻R27，一端与USB串口芯片U7的VD-引脚连接的电阻R30，一端与USB串口芯片U7的XI引脚连接的电容C19，连接在USB串口芯片U7的XI引脚与XO引脚之间的晶振Y1，一端与USB串口芯片U7的XO引脚连接、且另一端与电容C19的另一端连接的电容C20，输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R27的另一端连接的二极管D3，以及输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R30的另一端连接的二极管D2

在本实施例中，水质检测方法包括以下步骤：

第一步，将溶解氧传感器连接在溶解氧传感器接口51，通过溶解氧传感器获取待检测水质中的溶解氧和温度参数，并传输给移动终端。

第二步，取溶解氧传感器，并将pH传感器连接在PH传感器接口，通过pH 传感器获取待检测水质中的pH参数，传输给移动终端。

第三步，室内其他指标检测，包括氮氨、低亚盐、高亚盐、总硬度、总碱度和钙离子。

(1)提取4ml的纯净水放入检测仓进行校验；

(2)校验后，取5支检测管进行编号，得到1号至5号检测管，并分别向 5支检测管中加入4ml的待检测液体；

(21)向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-1，再向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-2，摇匀，静止120秒，放入检测仓检测，并将检测的氮氨指标经检测主机反馈给移动终端。

(22)向2号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-1，再向2 号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-2，摇匀，静止5-14分钟，放入检测仓检测，并将检测的低亚盐指标经检测主机反馈给移动终端。

(23)向3号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-1，再向3号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-2，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的总碱度指标经检测主机反馈给移动终端。

(24)向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂 -1，再向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总硬度指示剂，最后向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为30ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的总硬度指标经检测主机反馈给移动终端。

(25)向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂 -1，再向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的钙离子指示剂，最后向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的钙离子指标经检测主机反馈给移动终端.

下面以手机作为移动终端为例，简要说明该仪器的操作使用过程：

一、手机APP的使用

(1)粘贴引磁片

先用纸巾将手机背面擦拭干净，再将背膜贴在手机背面居中位置；然后将引磁片取下，撕掉保护膜，粘贴在手机背膜贴上面。

(2)APP的下载与安装

在官方下载安装《智慧渔业》后，手机打开《智慧渔业》系统，安装过程中手机提示授权时，全部选择允许和信任，否则会导致部分功能无法使用。苹果系统可在苹果应用商店搜索《现代渔业》，下载安装。

(3)账号注册、登录与忘记密码

(3.1)注册

打开【智慧渔业】APP，进入如下界面；点击登录左下方的【注册】按钮，点击后会进入界面；在此界面输入手机号、密码并点击【获取验证码】，填入接收到的验证码点击注册即可完成注册，注册完成后会自动登录到APP巡塘界面。

(3.2)登录

打开【智慧渔业】APP，进入界面；在此界面输入手机号、密码，点击登录按钮，账号密码正确会进入APP巡塘界面，错误则会弹出错误提示，请按提示进行操作。

(3.3)忘记密码

打开【智慧渔业】APP，若忘记密码，点击登录右下方的【忘记密码】按钮，点击后会进入如下界面；在此界面输入手机号、密码并点击获取验证码，填入接收到的验证码点击【确定】后，查看提示信息，成功请使用新密码进入登录界面登录，失败则按提示进行操作。

(4)巡塘

(4.1)添加池塘

登录进入APP，点击【添加池塘】按钮(如果已拥有池塘，请点击右上角的按钮【+】。

(4.2)添加巡塘

在界面中点击池塘，跳转到界面如下图左，可点击界面中蓝色字体【去巡塘】或者水质巡塘后方的按钮【+】，跳转进入界面。

点击【确定】打开蓝牙，点击屏幕下方的【连接蓝牙】按钮，APP会自动检索可连接的蓝牙设备，找到需要连接的检测仪并点击，设备蓝牙名称一般为 P100-XXXXX。连接成功后，屏幕下面有设备电量和蓝色的【断开连接】按钮。

想使用检测仪检测某项数据，请点击待测数据按钮，举例说明：检测亚硝酸盐数据和pH；点击【亚硝酸盐】按钮，检测出亚硝酸盐的数据，点击屏幕下方的【保存数据】，APP提示保存成功，并跳转界面，此时亚硝酸盐按钮下面有刚刚保存的亚硝酸盐的数据。

测量溶解氧和pH时，需要将溶解氧传感器或pH传感器连接到检测

主机

主机前端的航空接头上，对准缺口，插入后将螺母扭紧，两个接头不区分溶解氧和pH接口，连接时可以随意连接。点击【PH】按钮，如图，检测出了 pH的数据，点击屏幕下方的【保存数据】，APP提示保存成功，并跳转到如下界面，此时pH按钮下面有刚刚保存的pH的数据。

下面结合传感器校准和盐度设置对本发明作进一步描述。

(5)传感器校准和盐度设置

(5.1)溶解氧校准和盐度设置

溶解氧校准必须在阴凉干燥的空间内进行，先将溶解氧探头膜头部分用柔软的纸巾擦干，垂直放置在空气中十五分钟，手机上读数不再跳动。点击温度，溶解氧，pH栏所在区域，点击右上方的【…】按钮，将弹出一个窗口，如图；点击【校准】，再点击【饱和溶氧】按钮，校准成功时会有提示框提示，若校准失败，需要重新校准。建议每天测试前溶氧校准一次，校准完成后与空气中的饱和溶解氧对照表进行对照，误差在±0.2以内。如果传感器设置了盐度值，需要和带盐度的对照表进行对照。

点击【盐度设置】，跳转到界面如图，输入盐度值，点击【保存】按钮，盐度保存成功，再次进入会显示原来设置的盐度值(PH探头无盐度值，只有溶解氧探头可以设置盐度值)。

(5.2)pH校准

pH校准先从pH7开始校准，将pH探头放入pH7的标液中，静置10分钟后，点击【校准】按钮，跳转界面如图，点击【pH7】按钮，会弹出窗口如图，点击【确定】按钮，PH7校准执行，校准成功后显示如图，此图上pH值为6.99 (此数据在误差范围内，正常),pH校准后误差要控制在±0.1以内。再进行 pH10的校准，将探头取出，放入pH10的标液中，静置10分钟，重复上述操作，点击【pH10】校准，点击【确定】，校准成功后会有提示，若失败重复再操作一遍。pH校准一个季度校准一次即可。

下面结合检测操作注意事项对本发明作进一步描述。

(1)取水样：

每个池塘水样取好后建议在室内进行集中检测；

每个池塘水样用做好标记的专用水样瓶取样，避免交叉污染，影响准确性；

若池塘水过于浑浊，需先对池塘水进行处理降低浑浊度，再测定需用指示剂的指标，溶氧和pH检测不受影响；

若池塘水藻类浓度过大，在水样瓶中目测可见浓绿色，需用过滤布过滤水样，降低水中的藻类数量，再对过滤后的水样进行检测；

若刚使用酸碱度高的药物如有机酸或颜色深的水改产品如腐植酸钠等，需间隔两小时再测水，避免对指示剂干扰影响准确性；

每个池塘取水样时，先把检测仪放在投饵机箱盖或一个固定的岸上位置，把溶氧探头和pH探头放入池塘计划检测的水深处，推荐检测水深为50cm, 再在手机巡塘页面上点对应的检测指标后，就可以开始取该池塘的水样，取完水样后，点手机上溶氧数据的保存键，即可得到水中的溶氧、水温和pH 值(测试溶解氧时，建议探头入水后1分钟左右读数，如果放置时间过长，会消耗水中探头附近的氧气，造成读数偏低。若已经放置时间过长，建议将探头平移到附近30cm后40秒后读数)；操作完后可以去下一个池塘取水样；

探头膜头属于易碎部分，禁止磕碰和使用硬物刮擦，放入水中时注意不要碰到池塘中硬物和池底；

若将探头从主机上拔出或插入，需先关主机，再进行操作，拔出或插入后再打开主机使用；若在开机状态下操作，易对主机造成损伤；

溶氧探头每天使用完后擦干膜头后加膜头帽，垂直放置在固定装置上，仍保持与主机相连；第二天使用时先取下膜头帽，探头保持不动5分钟后，在手机上点右上角溶氧校准键进行校准，以提高检测的准确度；当天其他时间不能再做校准操作，防止因垂直放置时间不足导致校准失误；

pH探头使用完后需要将保护帽盖上，若帽里面液体流失，可装入少量清水后再拧在探头上。pH探头建议每个季度用标准液校准一次，或明显出现偏差时用标准液校准，未将pH探头放入标准液中而误点pH的校准指令，必须立即用标准液重新校准；

溶氧和pH建议每天7-8点和15-17点时各测一次并保存，取得当天最高和最低值，便于发现问题；若其他时间也检测溶氧和pH，不用在手机保存。

(2)校准：

校准指检测主机主机面板上的校准操作，属于光电模块的校准，是测量氨氮，亚硝酸盐，总碱度，总硬度，钙离子检测前的校准操作。不是溶解氧传感器和pH的校准。

每个池塘水样检测时，先进行校准，以减少误差，连续检测该池塘各项指标时，每个池塘只校准一次；若中间做了其他池塘水样的检测，必须重新校准；

校准时先用待测水样冲洗比色皿，再用取样器取4ml水样放入比色皿，

之后用餐巾纸擦干比色皿四壁(比色皿的测试面不能有划痕、雾气等)，放入检测仓，按左上角校准键，待校准键指示灯熄灭后就可取出比色皿，校准完成。

(3)检测顺序：

校准完成后，即可进行检测；

针对同一池塘水样，先用取样器分别加入待测水样4ml到各个玻璃管后，

首先在第一个玻璃管中按说明滴定亚盐指示剂并混合均匀，再在第二个玻璃管中滴定氨氮指示剂，之后是钙离子、总碱度、总硬度，每个待测指标水样

均滴定完指示剂并混合均匀后静置；

检测时与滴定指示剂的顺序相反，按照总碱度、总硬度、钙离子、氨氮、亚盐的顺序进行检测，总碱度检测后再检测总硬度，以此类推，以保证各指示剂充分的显色时间；

试剂使用：

氨氮、低亚盐、高亚盐的“1”与“2”都各滴2滴；钙离子、总碱度、总硬度的“1”与“2”用1ml取样器各取300ul，混合均匀。

下面结合检测方法对本发明作进一步描述。

(1)检测方法：

首次检测时查看检测键指示灯是否点亮，如点亮，则代表处于检测状态，

可以持续检测，若中间熄灭，可再按检测键，让指示灯处于点亮状态；测每个指标时，先点手机上对应的指标，即进入该指标的页面，然后将加好指示剂的水样放入检测仓，盖上检测仓帽，待数据稳定后即可点保存，就完成了该指标的检测；

然后放入另一指标的水样，点手机上对应的指标，按相同的操作，依次完成检测；

比色皿插入检测仓时注意插到底，避免影响检测效果。

(2)比色皿操作要求：

进行测定时，要保证比色皿是干净的，可以先用纯净水或自来水冲洗1-2 次，甩干备用；

进行测定时，保持比色皿带箭头标识的正面面向操作人员，若检测过程中更换比色皿必须立即进行校准；

进行测定时，若比色皿中有气泡，需微微抖动待气泡消失后再测定；

进行测定时，若比色皿壁上有水带入检测仓，会出现数据持续异常跳动，需立即用纸巾将比色皿壁和检测仓擦拭干净，避免主机短路；若检测结束后忘记取出带水样的比色皿，一旦移动主机，极容易造成水样进入检测仓，需立即用纸巾将比色皿壁和检测仓擦拭干净，避免主机短路；

测试完后立即倒掉被测液，甩干后进行下次测量；全部水样检测完毕可用清水冲洗后，甩干备用；若发现比色皿有轻微染色，可用酒精或洗涤液浸泡后涮洗，不能用工具或手指在比色皿内外壁进行擦洗；或者比色皿用完后每天晚上用清水浸泡，之后甩干备用。

(3)试剂滴定注意事项：

滴定时滴定瓶竖直往下垂直90°，适度挤压瓶体，让液体均匀呈点滴状滴下，滴定时不能过快；滴定前先滴出1～2滴排除空气，再往下滴，以保证每次滴定出的指示剂的体积一致；

滴定钙-2、硬度-2时如发现其未挤液体就自动往下滴，就请先将滴瓶竖直往下滴出1～2滴(弃用)之后待液体往下滴速较慢时就可以用于测试滴定了；

当滴定发现颜色不正常或数据很异常时主要是比色皿没有洗净或滴定时滴定操作出现错误，需洗净比色皿之后重新滴定；

1ml的枪头用于定量取钙离子1、钙离子2、总碱度1、总碱度2、总硬度1、总硬度2的6个指示剂用，每种指示剂使用一只固定枪头，不得混用，在取样时要注意枪头与试剂相对应，防止试剂被污染。

(4)取样器操作：

移液枪取水样前先检查显示的毫升数，如不符合标准，旋转顶部的按钮调到标准数量；旋转按钮时注意达到标识的上下限数值时不能再同向旋转，须立即反向旋转，防止损坏按钮；

取水样时先按住移液枪顶部按钮，将移液枪头放入水样瓶里水样中再缓慢松手，防止提前松手进入空气；

按压顶部按钮即可将水样放出；

禁止将管嘴中的液体倒置流入移液枪内，会对下次取样试剂造成污染和移液枪内部损坏。如果移液枪进入液体，需用清水洗净晾干。

(5)试剂瓶储藏条件：

传感器和试剂瓶应放于干燥阴凉处储藏，防止在温度过高环境中暴晒；夏季防止设备长时间放置在温度超过60℃的密闭的车厢内；冬季防止设备长时间放置在0℃以下的环境中，若养殖结束，放置在有人居住的地方。

下面结合空气中饱和溶氧对照表对本发明作进一步描述

空气中饱和溶氧对照表

水中饱和溶解氧浓度与其对应的温度

在标准大气压下水中溶解氧与温度、盐度的关系(溶解氧mg/L)

大气压校正系数

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型智能水质检测方法，其特征在于，包括检测主机，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中溶解氧浓度的溶解氧传感器，与检测主机连接、用于检测待检测的水质中pH值的pH传感器，以及与检测主机无线通讯连接、用于获取检测主机检测的水质指标并予以显示的移动终端；

所述检测主机，包括壳体(1)，设置在壳体(1)前端顶部、用于放置待检的比色皿的检测仓(2)，设置在壳体(1)侧面边缘的电源开关(3)，设置在壳体(1)的后端的充电接口(4)，均设置在壳体(1)上的检测指示灯(6)、检测按钮(7)、电源指示灯(8)、网络指示灯(10)、校准按钮(11)、校准指示灯(12)和充电指示灯(13)，贴合在壳体(1)的上表面边缘的引磁片(9)，均设置在壳体(1)的前端的溶解氧传感器接口(51)和PH传感器接口(52)，以及分别与电源开关(3)、充电接口(4)、溶解氧传感器接口(51)、PH传感器接口(52)、检测指示灯(6)、检测按钮(7)、电源指示灯(8)、网络指示灯(10)、校准按钮(11)、校准指示灯(12)和充电指示灯(13)连接的检测主板；所述溶解氧传感器接口(51)与溶解氧传感器连接，所述PH传感器接口(52)与pH传感器连接，且所述移动终端贴合在引磁片(9)上；

所述水质检测方法包括以下步骤：

步骤S1，通过溶解氧传感器获取待检测水质中的溶解氧和温度参数，并传输给移动终端；

步骤S2，通过pH传感器获取待检测水质中的pH参数，传输给移动终端；

步骤S3，提取Kml的纯净水放入检测仓(2)进行校验，同时，取N支检测管进行编号，得到1号至N号检测管，并分别向N支检测管中加入K ml的待检测液体；向1号至N号检测管中加入指示剂并摇匀后静止T时间，将1号至N号检测管依次放入检测仓检测，并将检测的指标反馈给移动终端；其中，N、K、T均为大于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，N等于5，K等于4；指示剂滴定检测具体如下：

(1)向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-1，再向1号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的氨氮-2，摇匀，静止120秒，放入检测仓检测，并将检测的氮氨指标经检测主机反馈给移动终端；

(2)向2号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-1，再向2号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为2ml的低亚盐-2，摇匀，静止5-14分钟，放入检测仓检测，并将检测的低亚盐指标经检测主机反馈给移动终端；

(3)向3号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-1，再向3号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总碱度-2，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的总碱度指标经检测主机反馈给移动终端；

(4)向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-1，再向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的总硬度指示剂，最后向4号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为30ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的总硬度指标经检测主机反馈给移动终端；

(5)向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-1，再向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的钙离子指示剂，最后向5号检测管滴入浓度为3mol/L、剂量为300ul的硬度和钙指示剂-3，摇匀，静止30秒，放入检测仓检测，并将检测的钙离子指标经检测主机反馈给移动终端。

3.根据权利要求2所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述检测主板上印制安装有STM32系列的单片机，输出与单片机的电源输入端连接的第二供电电路，输出与第二供电电路的输入连接的第一供电电路，与第一供电电路的输出连接的第三供电电路，与单片机连接、且与移动终端通讯连接的蓝牙模块，与单片机连接、用于传输检测的水质指标的光电检测模块接口电路，连接在单片机与溶解氧传感器接口(51)、PH传感器接口(52)之间的通讯接口电路，与单片机连接、用于驱动所述校准指示灯(12)的第一驱动电路，与单片机连接、用于驱动所述电源指示灯(8)的第三驱动电路，以及与单片机连接、驱动用于检测指示灯(6)的第二驱动电路。

4.根据权利要求3所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述第一供电电路包括具有TEMP引脚、PROG引脚、GND引脚、Vcc引脚、CE引脚、CHRG引脚、STDBY引脚和BAT引脚的充电管理芯片U3，一端与充电接口(4)连接的电阻R1，并联后一端与电阻R1的另一端连接、且另一端接地的电容C1和电容C2，一端与充电管理芯片U3的PROG引脚连接、且另一端接地的电阻R6，一端与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的电容C7，以及一端与与充电管理芯片U3的BAT引脚连接、且另一端接地的端口P6；

所述第二供电电路包括具有Vin引脚、GND引脚、EN引脚、Vout引脚和NC引脚、且所述Vin引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U2，连接在充电管理芯片U2的Vin引脚与GND引脚之间的电容C3，以及连接在充电管理芯片U2的Vout引脚与NC引脚之间的电容C4；

所述第三供电电路包括具有OUT引脚、IN引脚、GND引脚、EN引脚、NC引脚和PG引脚、且IN引脚与充电管理芯片U3的BAT引脚连接的充电管理芯片U4，并联后连接在充电管理芯片U4的IN引脚与GND引脚之间的电容C11和电容C8，并联后连接在充电管理芯片U4的OUT引脚与NC引脚之间的电容C9和电容C10，以及一端与充电管理芯片U4的EN引脚连接、且另一端接地的电阻R44。

5.根据权利要求4所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述通讯接口电路具有RO引脚、RE引脚、DE引脚、DI引脚、VCC引脚、A引脚和B引脚、且与单片机采用RS485通信线连接的通讯转换芯片U5，以及与通讯转换芯片U5连接、用于经溶解氧传感器接口(51)获取待检测的水质中溶解氧浓度、且经PH传感器接口(52)获取待检测的水质中pH值的隔离变送器U10。

6.根据权利要求4所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述第一驱动电路包括一端与单片机的串行口PC2连接的电阻R25，基极与电阻R25的另一端连接、集电极与校准指示灯(12)连接、且发射极接地的三极管Q4，以及连接在三极管Q4的基极与发射极之间的电阻R28；

所述第二驱动电路包括一端与单片机的串行口PC0连接的电阻R56，基极与电阻R56的另一端连接、集电极与检测指示灯(6)连接、且发射极接地的三极管Q7，以及连接在三极管Q7的基极与发射极之间的电阻RR41；

所述第三驱动电路包括一端与单片机的串行口PA4连接的电阻R57，基极与电阻R57的另一端连接、集电极与电源指示灯(8)连接、且发射极接地的三极管Q8，以及连接在三极管Q8的基极与发射极之间的电阻R58。

7.根据权利要求4所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述光电检测模块接口电路包括一端均与充电管理芯片U2的Vout引脚连接的电阻R31、电阻R33和电阻R34，输出端与电阻R31的另一端连接的二极管D4，一端与二极管D4的输入端连接的电阻R60，集电极与二极管D4的输出端连接、发射极与电阻R33的另一端连接的三极管Q5，一端与电阻R34的另一端连接、且另一端与三极管Q5的基极连接的电阻R32，一端与三极管的Q5的发射极连接的电阻R35，基极与电阻R35的另一端连接、且发射极与充电管理芯片U2的Vout引脚连接的三极管Q6，以及与三极管Q6的集电极连接的电阻R36。

8.根据权利要求4所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，所述蓝牙模块包括型号为BLE100的蓝牙通讯芯片U1，与蓝牙通讯芯片U1的nReset引脚连接的电阻R4和电容C5，与蓝牙通讯芯片U1的VCC引脚连接的电容C10和电容C12，与蓝牙通讯芯片U1的tRelud引脚连接的电阻R14和电容C15，与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接、用于所述驱动网络指示灯(10)的第四驱动电路，以及与蓝牙通讯芯片U1的Wake UP Key引脚连接的电阻R5和电容C6；

所述第四驱动电路包括与一端与蓝牙通讯芯片U1的Aber_LED连接的电阻R13，基极与电阻R13的另一端连接、集电极与网络指示灯(10)连接、且发射极接地的三极管Q3，以及连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻R37。

9.根据权利要求1～7任一项所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，还包括设置在壳体(1)底部、用于防滑、支撑的四个支撑垫(14)。

10.根据权利要求3所述的一种新型智能水质检测方法，其特征在于，还包括与单片机连接的USB串口电路；所述USB串口电路包括型号为CH340G的USB串口芯片U7，并联后一端与USB串口芯片U7的VCC引脚连接、且另一端接地的电容C16和电容C17，连接在USB串口芯片U7的TXD引脚与单片机的串行口PA10之间的电阻R23，连接在USB串口芯片U7的RXD引脚与单片机的串行口PA9之间的电阻R24，一端与USB串口芯片U7的VD+引脚连接的电阻R27，一端与USB串口芯片U7的VD-引脚连接的电阻R30，一端与USB串口芯片U7的XI引脚连接的电容C19，连接在USB串口芯片U7的XI引脚与XO引脚之间的晶振Y1，一端与USB串口芯片U7的XO引脚连接、且另一端与电容C19的另一端连接的电容C20，输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R27的另一端连接的二极管D3，以及输入端连接在电容C20与电容C19之间、且输出端与电阻R30的另一端连接的二极管D2。