CN109485131A - 一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置 - Google Patents

一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置 Download PDF

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Abstract

一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置，其装置包括拖网，以及安装在拖网上的多个吸水管和多个污水探测器，以及水泵和单片机，所述多个吸水管和多个污水探测器一一对应，所述多个吸水管和水泵进水腔连接，每一个吸水管和水泵进水腔连接处设置有受单片机控制的电磁阀，工作时，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据相关水质指标判断是否需要打开对应的吸水管。使用本装置时，先在游泳池中加入化学药剂对其进行消毒处理；消毒沉淀一段时间后，用上述安装有多个吸水管和多个污水探测器的拖网在游泳池内缓慢拖曳；让水泵将污水抽出游泳池；拖网拖拉结束后，将拖网内收集的固体杂物清除。

Description

一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种游泳池除污技术，尤其涉及一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置。
背景技术
经过一段时间使用后，游泳池水质变差，进而影响游泳者的健康，为此，国家相关部门制定了《游泳池水质标准》(CJ 244-2007)，以保证游泳者健康不被侵害。游泳池水处理分物理过程和化学过程两部分，这两个过程在游泳池水处理中缺一不可。物理过程是游泳池水通过循环水处理设备的过滤作用使池水得到净化。化学过程是指在池水循环的同时加入化学药剂对其进行消毒处理，最常用的是氯消毒法，氯在水中可产生次氯酸，次氯酸会扩散到细菌的表面，穿过细胞膜进入细胞内部，在细菌内部由于氯原子的氧化作用破环了细菌中的某种酶的系统，这样使最后导致细菌的死亡再通过物理过程的作用使池水清洁又卫生。这两个过程同时进行才能保证池水的水质达到国家标准。
同时，对于游泳池内一些固体性的杂物和脏污，传统的方式通常是通过人工用网子把这些捞走，这不仅费时费力，而且效率很低，对水质产生了不利的影响。
一些小型游泳池，采用大型循环水处理设备成本太高，其传统的方法是在游泳池内的投放消毒药水，消毒沉淀一段时间后，游泳池内有些地方污水沉淀明显，有些地方则次之，这时，再用水泵吸水管在游泳池内来回拖曳，在污水明显的地方，停留时间长一些，将污水通过水泵抽出游泳池，这种方法效率较低。
对于游泳池清除污物的相关专利，经过检索，授权公告号为203947815U的发明‘一种水面除污装置’，其包括支架、一收集污物的收集器、一提供吸力的动力件、及一调节收集器高度且呈板状的调节件，支架包括一竖直延伸的第一连接件，第一连接件近收集器侧设有若干纵向延伸且竖向等间距排列的卡持槽；收集器包括一外套筒及一设于外套筒中的滤网；调节件的一端固设于外套筒上，调节件近第一连接件侧设有一卡持于卡持槽中、且当调节件的相对端背向第一连接件移动时可脱离卡持槽的卡持条；该装置在使用时只能清理水面的杂质，而游泳池中有一些杂质是在水中间，因为它对游泳池的过滤效果很有限。
为了提高游泳池池水除污效率，本发明提供一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法及其装置，以提高游泳池池水除污效率。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种采用单片机控制的游泳池水体除污装置，其特征是，包括拖网，以及安装在拖网上的多个吸水管和多个污水探测器，以及水泵和单片机，所述多个吸水管和多个污水探测器一一对应，位置相邻，所述多个吸水管和水泵进水腔连接，每一个吸水管和水泵进水腔连接处设置有受单片机控制的电磁阀，所述多个污水探测器和单片机电连接，工作时，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据相关水质指标判断是否需要打开对应的吸水管。
作为优选，所述单片机为PIC16F876单片机，它是一种较适合的芯片，是由美国MICROCHIP公司推出的PIC系列8位单片机之一，具有较高的性价比，易于从市场上获得，并具备出色的耐水性。
所述多个污水探测器和单片机电连接的连接方式是通过CAN总线连接，所述CAN总线连接的具体连接方式是，多个污水探测器连接在CAN总线上，通过CAN总线收发器82C250连接总线控制器MCP2510，然后通过总线控制器连接单片机。
一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：在游泳池中加入化学药剂对其进行消毒处理；
S2：消毒沉淀一段时间后，用上述安装有多个吸水管和多个污水探测器的拖网在游泳池内缓慢拖曳；让水泵将污水抽出游泳池；
S3：拖网拖拉结束后，将拖网内收集的固体杂物清除。
本发明有益效果是：在游泳池内的投放消毒药水，消毒沉淀一段时间后，游泳池内有些地方污水沉淀明显，有些地方则次之，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据水质指标判断是否需要打开对应的吸水管，再由水泵将污水抽出，这样可以提高游泳池除污效率，同时，拖网可以将游泳池内的固体杂物“一网打尽”，和逐个打捞这种传统方法相比，新的方法更加高效。
附图说明
图1是本发明一种采用单片机控制的游泳池水体除污装置，图中1是拖网，2是吸水管，3是污水探测器，4是水泵吸水腔，5是单片机，6是水泵主体，7是电磁阀门；
图2是拖网结构示意图，图中，1是浮子，2是沉子，3是网体，4是拉索；
图3是污水探测器通过CAN总线与单片机连接示意图，其中，PIC16F876是单片机型号，MCP2510是总线控制器型号，82C250是总线收发器型号；
图4是单片机和总线控制器引脚连接示意图，图中，PIC16F876是单片机型号，MCP2510是总线控制器型号，其中，RA4，RA1，RC4/SD1，RC5/SD0，RC3/SCK，RB0/INT，RB5，RB4是单片机引脚，对应单片机引脚序号分别是6，3，15，16，14，21，26，25(图中未标注)；
VCC，SD，SI，SCK，是总线控制器引脚，对应总线控制器引脚序号分别是18，15，14，13；另外，
是总线控制器第17号引脚；
是总线控制器第16号引脚；
是总线控制器第12号引脚；
是总线控制器第11号引脚；
是总线控制器第10号引脚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。
参照图1，一种采用单片机控制的游泳池水体除污装置，其特征是，包括拖网，以及安装在拖网上的多个吸水管和多个污水探测器，以及水泵和单片机，所述多个吸水管和多个污水探测器一一对应，位置相邻，所述多个吸水管和水泵进水腔连接，每一个吸水管和水泵进水腔连接处设置有受单片机控制的电磁阀，所述多个污水探测器和单片机电连接，工作时，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据相关水质指标判断是否需要打开对应的吸水管。
作为优选，所述单片机为PIC16F876单片机，它是一种较适合的芯片，是由美国MICROCHIP公司推出的PIC系列8位单片机之一，具有较高的性价比，易于从市场上获得，并具备出色的耐水性。
一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：在游泳池中加入化学药剂对其进行消毒处理；
S2：消毒沉淀一段时间后，用上述安装有多个吸水管和多个污水探测器的拖网在游泳池内缓慢拖曳；让水泵将污水抽出游泳池；
S3：拖网拖拉结束后，将拖网内收集的固体杂物清除。
参照图2，其是拖网结构示意图，图中，1是浮子，2是沉子，3是网体，4是拉索。
参照图3，本实施例采用PIC16F876单片机作为主控制芯片，其技术参数相关资料有详细介绍。多个污水探测与单片机的通信，采用CAN(Controller Area Network)总线通信方式。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，各总线节点优先级可以事先设定，采用报文优先级标识符位仲裁方式，支持点对点、一点对多点通信模式的多设备局域网。多个污水探测装置连接在CAN总线上，再通过CAN总线与单片机连接，CAN总线上的污水探测器节点可根据需要增减，可互换位置而系统无须更改。
参照图3，CAN总线接口电路的实现主要包括数据链路层和物理层的电路实现。数据链路层功能由CAN控制器完成，CAN控制器内部主要由实现CAN总线协议的部分和实现与微处理器接口部分的电路组成，物理层是与CAN总线的直接接口，完成CAN总线收发驱动功能。图3中，MCP2510是MICROCHIP公司生产的一种CAN控制器，可通过SPI方式与PIC16F876单片机连接，实现CAN通讯，82C250为高性能CAN总线收发器，可实现CAN控制器与CAN总线的物理连接。与该电路连接相关的单片机软件可采用汇编语言编制，程序的总体结构是单片机根据污水探测器探测结果判断是否需要打开对应的吸水管，由于允许对单片机的各个引脚进行直接操作，所以当需要关闭某一吸水管时，只需要将对应的引脚设置不同电平即可，程序结构十分简单，类似的应用程序很多，可以直接移植使用。值得注意的是，单片机的引脚在未赋值之前全部是默认为高电平，在对具体位操作前最好提前明确其初始值及有效值，如有可能，应使用注释加以说明。
参照图4，其是单片机和总线控制器引脚连接示意图，图中，PIC16F876是单片机型号，MCP2510是总线控制器型号，图中给出了两个芯片引脚对应连接关系，各个引脚的功能及序号产品说明书上有详细介绍，可以进一步查阅，需要说明的是，总线控制器和总线收发器引脚连接关系，单片机和电磁阀门的连接关系，由于更加简单，图中未给出。
本发明装置以单片机为控制核心，该单片机包含中央处理器(CPU)、程序存储器、数据存储器、计时器定时器、UART串口、IO接口等几乎所有数据采集和处理的常用模块，根据其官方数据手册，PIC16F876包含了中央处理器(CPU)、程序存储器、数据存储器、计时器定时器、UART串口、IO接口等几乎所有数据采集和处理的常用模块，是一个较为完整的片上系统，各个引脚的功能及序号说明书上有详细说明。
电源，单片机电源选用可充电4.2V锂电池作为电源，一个最大的优势在于可以反复充放电，充电接口置于外壳侧面方便充电操作。如果使用900mAh的锂电池，以最大工作电流30mA计算，装置有效连续工作时间至少在20小时以上，可以满足设计的需求，另外，也可以选用变压器将水泵使用的电源变压至5V左右作为单片机电源，两种电源各有优劣。
污水探测器，目前，污水探测技术已经十分成熟，在市场有不同类型的产品可供选择，美国雷曼SMART3-6型泳池水检测器，仪器尺寸8.84×19.05×6.35厘米，可以检测泳池水中pH值、浊度、氰尿酸、色度、余氯、尿素等参数。
电磁阀，目前，电磁阀门技术也十分成熟，在市场有不同类型的产品可供选择，本发明推荐先导式式电磁阀，这种电磁阀通电时，依靠电磁力提起阀杆，导阀口打开，此时电磁阀上腔通过先导孔卸压，在主阀芯周围形成上低下高的压差，在压力差的作用下，流体压力推动主阀芯向上移动将主阀口打开；断电时，在弹簧力和主阀芯重力的作用下，阀杆复位，先导孔关闭，主阀芯向下移动，主阀口关闭；电磁阀上腔压力升高，流体压力向主阀芯加压，密封更好，需要注意的是，电磁阀门的尺寸应当和吸水管的直径匹配。
吸水管，吸水管采用普通塑料管即可，其直径可根据水泵吸水腔以及安装吸水管的数目来确定。
使用本发明装置时，在游泳池内的投放消毒药水，消毒沉淀一段时间后，游泳池内有些地方污水沉淀明显，有些地方则次之，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据水质指标判断是否需要打开对应的吸水管，再由水泵将污水抽出，这样可以提高游泳池除污效率，同时，拖网可以将游泳池内的固体杂物“一网打尽”，和逐个打捞这种传统方法相比，新的方法更加高效。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种采用单片机控制的游泳池水体除污装置，其特征是，包括拖网，以及安装在拖网上的多个吸水管和多个污水探测器，以及水泵和单片机，所述多个吸水管和多个污水探测器一一对应，位置相邻，所述多个吸水管和水泵进水腔连接，每一个吸水管和水泵进水腔连接处设置有受单片机控制的电磁阀，所述多个污水探测器和单片机电连接，工作时，污水探测器将探测结果传输到单片机进行处理，单片机根据相关水质指标判断是否需要打开对应的吸水管；
所述单片机为PIC16F876单片机；
所述多个污水探测器和单片机电连接的连接方式是通过CAN总线连接，所述CAN总线连接的具体连接方式是，多个污水探测器连接在CAN总线上，通过CAN总线收发器82C250连接总线控制器MCP2510，然后通过总线控制器连接单片机。
2.一种采用单片机控制的游泳池水体除污方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：在游泳池中加入化学药剂对其进行消毒处理；
S2：消毒沉淀一段时间后，用上述权利要求1中所述的拖网在游泳池内缓慢拖曳；让水泵将污水抽出游泳池；
S3：拖网拖拉结束后，将拖网内收集的固体杂物清除。
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