CN109900875B - 一种在线水质检测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线水质检测系统及其控制方法，属于水质监测领域，其包括终端、水质检测仪和阀控制系统；待检测的水管上固定连接有支管，水质检测仪固定连接于支管上，在支管对应水质检测仪靠近水管一端位置处固定连接有第一电磁阀，在支管对应水质检测仪靠捡水阀一端固定连接有第二电磁阀，终端向水质检测仪和阀控制系统发送控制信号，水质检测仪对水质进行检测，阀控制系统先控制第一电磁阀和第二电磁阀打开，再控制第一电磁阀关闭，最后控制第二电磁阀关闭，本发明具有能够自动将水管内的水引出进行检测，终端能够执行控制和查看结果两个功能的效果。

Description

一种在线水质检测系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及水质监测的技术领域，尤其是涉及一种在线水质检测系统及其控制方法。

背景技术

目前水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。水质检测时现在日常生活用水也必须进行的检测步骤。虽然不同国家地区对水质的要求不同，但是定期对用水水质进行检测是必须要进行的工作。

现有技术可参考授权公告号为CN106442630A的中国发明专利，其公开了一种在线水质检测装置、终端及系统与方法，该系统包括：在线水质检测装置、无线传输模块和终端；其中，在线水质检测装置本发明的在线水质检测装置，终端采用本发明的在线水质检测终端；在线水质检测装置的第一数据输出接口与无线传输模块通信连接，无线传输模块与终端无线通信连接，该在线水质检测装置能经无线传输模块将水质参数数值发送至终端，使得终端接收后显示水质参数数值。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述水质监测装置在对水管内流动的水进行检测时，如果直接将水质检测仪与水管连接，那么水质检测仪长时间进行检测会降低水质检测仪的寿命，并且浪费资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线水质检测系统，能够自动将水管内的水引出进行检测，终端能够执行控制和查看结果两个功能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种在线水质检测系统，包括终端、水质检测仪和阀控制系统；待检测的水管上固定连接有支管，水质检测仪固定连接于支管上，在支管对应水质检测仪靠近水管一端位置处固定连接有第一电磁阀，在支管对应水质检测仪靠捡水阀一端固定连接有第二电磁阀；

所述终端用于向水质检测仪和阀控制系统发送控制信号，并且终端接收水质检测仪传输的检测数据；

所述水质检测仪在接收到终端输出的控制信号后对经过的水进行水质检测并将检测数据发送给终端，水质检测仪在检测完毕后向阀控制系统传输截流信号并进入休眠状态；

阀控制系统在接收到控制信号后控制第一电磁阀和第二电磁阀打开，阀控制系统在接收到截流信号后先控制第一电磁阀关闭，一段时间后再控制第二电磁阀关闭。

通过采用上述方案，用户通过终端能够控制第一电磁阀和第二电磁阀自动动作，让水管内的水流入支管内，水质检测仪检测后自动关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并将支管内的水排干，保证水质检测仪内没有大量的积水，延长水质检测仪的寿命，控制简单，用户可以通过终端查看检测数据。

本发明进一步设置为：水质检测仪还包括检测电路和定时电路；所述检测电路用于接收水质检测仪检测出的数据并控制水质检测仪启动或关闭；

所述定时电路每隔一端时间就向检测电路传输启动信号，检测电路在接收到启动信号后唤醒水质检测仪并向阀控制系统发送启动信号，阀控制系统在接收到启动信号后开始控制第一电磁阀和第二电磁阀打开。

通过采用上述方案，水质检测仪可以定时进行自启动，同时控制阀控系统为水质检测仪供水，能够进行自动定时检测水质，无需人工操作。

本发明进一步设置为：检测电路还包括采集模块、启动控制模块、异常感应模块和异常范围输入模块；

所述采集模块用于采集水质信息；

所述启动控制模块用于控制采集模块开始工作和输出启动信号；

所述异常范围输入模块用于工作人员输入数据正常范围值，将数据正常范围值传输给异常感应模块；

所述异常感应模块调用采集模块采集的水质信息，异常感应模块判断水质信息是否在正常范围值之内，如果异常感应模块判断水质信息在正常范围值之外，则向启动控制模块传输报警信号；

所述启动控制模块在接收到报警信号后停止输出启动信号并控制采集模块停止工作，启动控制模块将报警信号发送给终端。

通过采用上述方案，当水质检测仪的检测结果出现异常时，可能是水质检测仪出现故障，此时系统会控制水质检测仪停止工作并关闭第一电磁阀和第二电磁阀，以便工作人员查看和修理。

本发明进一步设置为：水质检测仪还包括电源切换电路，所述电源切换电路包括电源管理芯片，电源切换电路能够连接外接电源和电池，当同时有电池和外接电源作为电源与电源切换电路连接时，电源管理芯片自动控制电池停止供电。

通过采用上述方案，水质检测仪拥有外接电源供电和电池供电两个电源，当外接电源和电池供电同时存在时系统会自动控制电池停止供电，避免电池额外损耗电能，保证水质检测仪在没有外接电源时，电池仍能提供紧急用电。

本发明进一步设置为：水质检测仪还包括稳压电路，所述稳压电路包括调压单片机，稳压电路连接电源切换电路并且接收电源切换电路输出的电源，稳压电路通过调压单片机将电源电压转换为3.6V标准电压。

通过采用上述方案，稳压电路能够将不稳定的电源电压稳定成3.6V的标准电压，保证系统运行稳定。

本发明进一步设置为：水质检测仪还包括通讯电路，所述通讯电路包括若干SIM卡，通讯电路通过SIM卡与终端进行远程无线通讯。

通过采用上述方案，通讯电路可安装多个SIM卡，按照终端接收信号类型可以做出相应调整。

本发明进一步设置为：水质检测仪包括壳体，在壳体上固定连接有进水管和出水管，进水管和出水管均连通水质检测仪内部，在壳体两侧位置处均固定连接有安装板，在每个安装板上均开设有供螺栓穿过的安装槽。

通过采用上述方案，安装槽方便用户将水质检测仪进行固定，保证水质检测仪在运行过程中不会产生晃动。

本发明的目的是提供一种在线水质检测系统的控制方法，能够自动将水管内的水引出进行检测，终端能够执行控制和查看结果两个功能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种在线水质检测系统的控制方法，包括以下步骤：

一、在待检测的水管上安装带有第一电磁阀和第二电磁阀的支管，将水质检测仪安装于支管对应第一电磁阀与第二电磁阀之间位置处，将第一电磁阀和第二电磁阀与阀控制系统连接；

二、水质检测仪进入休眠待机状态，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；

三、终端向水质检测仪和阀控制系统发送启动信号；

四、第一电磁阀和第二电磁阀打开，水质检测仪开始检测水质信息；

五、第一电磁阀关闭，支管开始向外排水，同时水质检测仪将检测结果发送给终端；

六、第一电磁阀和第二电磁阀关闭。

通过采用上述方案，用户通过终端能够控制第一电磁阀和第二电磁阀自动动作，让水管内的水流入支管内，水质检测仪检测后自动关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并将支管内的水排干，保证水质检测仪内没有大量的积水，延长水质检测仪的寿命，控制简单，用户可以通过终端查看检测数据。

本发明进一步设置为：步骤二进一步设置为：

二a、设置间隔启动时间；

七、当距离上一次检测过了等同于间隔时间的时间后，水质检测仪自动被唤醒，重复步骤三至步骤六。

通过采用上述方案，水质检测仪能够自动定时启动，无需人工操作。

本发明进一步设置为：步骤二进一步设置为：

二b、设置正常范围值；

八、当水质检测仪检测出的数值不在正常范围值内，水质检测仪停止工作并向终端发送报警信号。

通过采用上述方案，能够及时提醒工作人员，方便工作人员对水质检测仪进行检查或修理。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 用户通过终端能够控制第一电磁阀和第二电磁阀自动动作，让水管内的水流入支管内，水质检测仪检测后自动关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并将支管内的水排干，保证水质检测仪内没有大量的积水，延长水质检测仪的寿命，控制简单，用户可以通过终端查看检测数据；

2. 水质检测仪可以定时进行自启动，同时控制阀控系统为水质检测仪供水，能够进行自动定时检测水质，无需人工操作；

3. 当水质检测仪的检测结果出现异常时，可能是水质检测仪出现故障，此时系统会控制水质检测仪停止工作并关闭第一电磁阀和第二电磁阀，以便工作人员查看和修理。

附图说明

图1是实施例一的整体结构示意图；

图2是实施例一中突出支管、第一电磁阀和第二电磁阀的示意图；

图3是实施例一中突出水质检测仪的整体结构示意图；

图4是实施例一中突出安装槽的示意图；

图5是实施例一中突出检测电路的电路示意图；

图6是实施例一中突出定时电路的电路示意图；

图7是实施例一中突出电源切换电路的电路示意图；

图8是实施例一中突出稳压电路的电路示意图；

图9是实施例一中突出显示电路的电路示意图；

图10是实施例一中突出状态指示电路的电路示意图；

图11是实施例一中突出通讯电路的电路示意图；

图12是实施例二中突出检测电路的模块框图。

图中，1、终端；2、水质检测仪；21、壳体；211、进水管；212、出水管；213、安装板；2131、安装槽；22、通讯电路；221、SIM卡；23、电源切换电路；231、电源管理芯片；24、稳压电路；241、调压单片机；25、显示电路；251、液晶模块；252、显示屏；26、状态指示电路；261、LED灯；27、定时电路；271、定时芯片；28、检测电路；281、控制芯片；282、采集模块；283、启动控制模块；284、异常感应模块；285、异常范围输入模块；3、阀控制系统；31、第一电磁阀；32、第二电磁阀；4、支管；41、水阀；5、水管。

具体实施方式

实施例一：一种在线水质检测系统，如图1所示，包括终端1、水质检测仪2和阀控制系统3。终端1能够通过无线网络控制水质检测仪2和阀控制系统3，终端1也能够接收水质检测仪2发回的信息。

如图1和图2所示，待检测的水管5上固定连接有支管4，水质检测仪2固定连接于支管4上，支管4远离水管5一端固定连接有水阀41。当水管5内的水流入支管4内并经过水质检测仪2时，水质检测仪2能够对流过水进行水质检测。在支管4对应水质检测仪2靠近水管5一端位置处固定连接有第一电磁阀31，在支管4对应水质检测仪2靠捡水阀41一端固定连接有第二电磁阀32。当终端1向水质检测仪2和阀控制系统3发送控制信号时，水质检测仪2被唤醒准备开始工作；阀控制系统3控制第一电磁阀31和第二电磁阀32开启，使水管5内的水流入支管4并流过水质检测仪2，水质检测仪2对水质进行检测后将检测数据发送给终端1。然后水质检测仪2向阀控制系统3传输截流信号，阀控制系统3在接收到截流信号后控制第一电磁阀31关闭，等待一段时间后，使支管4内的水都由水阀41处排出，再控制第二电磁阀32关闭，系统复位，水质检测仪2进入休眠状态。

如图2和图3所示，水质检测仪2包括壳体21，在壳体21上固定连接有进水管211和出水管212，进水管211和出水管212均连通水质检测仪2内部。进水管211和出水管212能够固定连接于支管4上，供支管4内的水流入水质检测仪2内部进行检测。

如图3和图4所示，在壳体21两侧位置处均固定连接有安装板213，在每个安装板213上均开设有安装槽2131，用户能够通过在安装槽2131内插入螺栓，用螺栓将水质检测仪2安装待检测水管5附近。

如图5和图6所示，水质检测仪2还包括检测电路28和定时电路27，检测电路28用于接收水质检测仪2检测出的数据并控制水质检测仪2启动或关闭。检测电路28包括控制芯片281，控制芯片281可以选用STM32L071CB。定时电路27包括定时芯片271，定时芯片271可以选用NB6128。工作人员可以通过定时电路27设定启动间隔时间，定时电路27每隔一端时间就向检测电路28传输启动信号，检测电路28在接收到启动信号后唤醒水质检测仪2并向阀控制系统3发送启动信号，阀控制系统3在接收到启动信号开始控制第一电磁阀31和第二电磁阀32打开。系统能够在间隔固定的时间后自动启动，对水质进行检测。

如图7和图8所示，水质检测仪2还包括电源切换电路23和稳压电路24。电源切换电路23包括电源管理芯片231，电源管理芯片231可以选用MP1484EN。电源切换电路23可以连接外接电源和电池，为水质检测仪2供电。当同时有电池和外接电源作为电源与电源切换电路23连接时，电源管理芯片231自动控制电池停止供电，以节约电池的电能。稳压电路24连接电源切换电路23，稳压电路24包括调压单片机241，调压单片机241可以选用PL2628。调压单片机241将由电源切换电路23传输过来的供电电压转换为3.6V的标准电压，然后提供给水质检测仪2内的各个芯片，保证供电电压稳定。

如图4和图9所示，水质检测仪2还包括显示电路25，显示电路25包括液晶模块251，液晶模块251可以选用JHD24064-G16BSW-BL。在壳体21上固定连接有显示屏252，检测电路28连接显示屏252，检测电路28将获得的数据传输给显示电路25，显示电路25通过液晶模块251控制显示屏252显示获取的数据。使用户在水质检测仪2处也能够查看水质信息。

如图4和图10所示，水质检测仪2还包括状态指示电路26，在壳体21上固定连接有多个LED灯261，状态指示电路26连接所有LED灯261。检测电路28根据当前水质检测仪2的状态向状态指示电路26传输不同的指示信号，状态指示电路26在接收到指示信号后控制对应的LED灯261亮起。通过状态指示电路26可以控制LED灯261表示水质检测仪2电源正常、正在启动、正在运行、故障等状态。

如图11所示，水质检测仪2还包括通讯电路22，通讯电路22包括若干SIM卡221，SIM卡221可以选用Mico-SIM或eSIM，通讯电路22通过SIM卡221与终端1进行远程无线通讯，检测电路28向通讯电路22传输处理成模拟信号的数据，通讯电路22将模拟信号发送给终端1；终端1也能够向通讯电路22发送模拟信号，通讯电路22接收后可以将模拟信号传输给检测电路28。

使用方式：用户在待检测的水管5上安装支管4，使支管4与水管5连通，将支管4中间截开，将水质检测仪2的进水管211和出水管212分别连接于支管4上，将支管4上的第一电磁阀31和第二电磁阀32与阀控制系统3连接。水质检测仪2和阀控制系统3可以通过终端1控制启动，也可以通过定时电路27进行定时启动，对水管5内的水的水质进行检测。

实施例二：一种在线水质检测系统，如图12所示，与实施例1的不同之处在于，检测电路28还包括采集模块282、启动控制模块283、异常感应模块284和异常范围输入模块285。采集模块282用于采集水质信息。启动控制模块283用于控制采集模块282开始工作和输出启动信号。工作人员向异常范围输入模块285输入数据正常范围值，异常范围输入模块285将数据正常范围值传输给异常感应模块284。异常感应模块284调用采集模块282采集的水质信息，异常感应模块284判断水质信息是否在正常范围值之内，如果异常感应模块284判断水质信息在正常范围值之外，则向启动控制模块283传输报警信号。启动控制模块283在接收到报警信号后停止输出启动信号并控制采集模块282停止工作。启动控制模块283将报警信号传输给指示通讯电路22，通讯电路22将报警信号发送给终端1，终端1将报警信号显示给工作人员，提醒工作人员水质检测仪2出现故障。

实施例三：一种在线水质检测系统的控制方法，具体步骤如下：

第一步、用户在待检测的水管5上安装带有第一电磁阀31和第二电磁阀32的支管4，将水质检测仪2安装于支管4对应第一电磁阀31与第二电磁阀32之间位置处，将第一电磁阀31和第二电磁阀32与阀控制系统3连接。

第二步、设置间隔启动时间和正常范围值，水质检测仪2进入休眠待机状态，第一电磁阀31和第二电磁阀32关闭。

第三步、终端1向水质检测仪2和阀控制系统3发送控制信号。

第四步、第一电磁阀31和第二电磁阀32打开，水质检测仪2开始检测水质信息。

第五步、第一电磁阀31关闭，支管4开始向外排水，同时水质检测仪2将检测结果发送给终端1。

第六步、第一电磁阀31和第二电磁阀32关闭，系统复位。

第七步、当距离上一次检测过了等同于间隔时间的时间后，水质检测仪2自动被唤醒，重复步骤三至步骤六。

第八步、当水质检测仪2检测出的数值不在正常范围值内，水质检测仪2停止工作并向终端1发送报警信号。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种在线水质检测系统，其特征在于：包括终端(1)、水质检测仪(2)和阀控制系统(3)；待检测的水管(5)上固定连接有支管(4)，水质检测仪(2)固定连接于支管(4)上，在支管(4)对应水质检测仪(2)靠近水管(5)一端位置处固定连接有第一电磁阀(31)，在支管(4)对应水质检测仪(2)靠捡水阀(41)一端固定连接有第二电磁阀(32)；

所述终端(1)用于向水质检测仪(2)和阀控制系统(3)发送控制信号，并且终端(1)接收水质检测仪(2)传输的检测数据；

所述水质检测仪(2)在接收到终端(1)输出的控制信号后对经过的水进行水质检测并将检测数据发送给终端(1)，水质检测仪(2)在检测完毕后向阀控制系统(3)传输截流信号并进入休眠状态；

阀控制系统(3)在接收到控制信号后控制第一电磁阀(31)和第二电磁阀(32)打开，阀控制系统(3)在接收到截流信号后先控制第一电磁阀(31)关闭，一段时间后再控制第二电磁阀(32)关闭；

水质检测仪(2)还包括检测电路(28)和定时电路(27)；所述检测电路(28)用于接收水质检测仪(2)检测出的数据并控制水质检测仪(2)启动或关闭；

检测电路(28)还包括采集模块(282)、启动控制模块(283)、异常感应模块(284)和异常范围输入模块(285)；

所述采集模块(282)用于采集水质信息；

所述启动控制模块(283)用于控制采集模块(282)开始工作和输出启动信号；

所述异常范围输入模块(285)用于工作人员输入数据正常范围值，将数据正常范围值传输给异常感应模块(284)；

所述异常感应模块(284)调用采集模块(282)采集的水质信息，异常感应模块(284)判断水质信息是否在正常范围值之内，如果异常感应模块(284)判断水质信息在正常范围值之外，则向启动控制模块(283)传输报警信号；

所述启动控制模块(283)在接收到报警信号后停止输出启动信号并控制采集模块(282)停止工作，启动控制模块(283)将报警信号发送给终端(1)；

所述定时电路(27)每隔一端时间就向检测电路(28)传输启动信号，检测电路(28)在接收到启动信号后唤醒水质检测仪(2)并向阀控制系统(3)发送启动信号，阀控制系统(3)在接收到启动信号后开始控制第一电磁阀(31)和第二电磁阀(32)打开。

2.根据权利要求1所述的一种在线水质检测系统，其特征在于：水质检测仪(2)还包括电源切换电路(23)，所述电源切换电路(23)包括电源管理芯片(231)，电源切换电路(23)能够连接外接电源和电池，当同时有电池和外接电源作为电源与电源切换电路(23)连接时，电源管理芯片(231)自动控制电池停止供电。

3.根据权利要求2所述的一种在线水质检测系统，其特征在于：水质检测仪(2)还包括稳压电路(24)，所述稳压电路(24)包括调压单片机(241)，稳压电路(24)连接电源切换电路(23)并且接收电源切换电路(23)输出的电源，稳压电路(24)通过调压单片机(241)将电源电压转换为3.6V标准电压。

4.根据权利要求1所述的一种在线水质检测系统，其特征在于：水质检测仪(2)还包括通讯电路(22)，所述通讯电路(22)包括若干SIM卡(221)，通讯电路(22)通过SIM卡(221)与终端(1)进行远程无线通讯。

5.根据权利要求1所述的一种在线水质检测系统，其特征在于：水质检测仪(2)包括壳体(21)，在壳体(21)上固定连接有进水管(211)和出水管(212)，进水管(211)和出水管(212)均连通水质检测仪(2)内部，在壳体(21)两侧位置处均固定连接有安装板(213)，在每个安装板(213)上均开设有供螺栓穿过的安装槽(2131)。

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