CN111505227B - 一种水质检测节点电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质检测节点电路，其包括供电模块、检测模块、处理模块以及无线发送模块；设有双充电回路的供电模块，用于提供直流电源；设有多检测通道的检测模块，与供电模块连接，用于同时检测多种水质参数；处理模块，与供电模块和检测模块连接，用于接收水质参数以转换为对应的水质数据，和根据水质数据控制检测模块的部分检测通道是否进入休眠状态；以及无线发送模块，与供电模块和处理模块连接，用于无线发送水质数据，当处理模块接收不到水质参数时，处理模块切断无线发送模块的工作电源；当处理模块接收不到水质数据时处理模块能够关断检测模块的部分检测通道和无线发送模块的工作电源以降低待机功耗，提高水质检测节点的续航能力。

Description

一种水质检测节点电路

技术领域

本发明涉及到水质检测技术领域，尤其涉及到一种水质检测节点电路。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，工业自动化和智能化对PCB电路板的需求巨大，于是PCB电路板制造厂迅速地崛起了。但是在PCB生产过程中，用水量大，产生污水且污染成分复杂，势必对自然环境造成巨大的影响。如今，国家对环境保护越来越重视，同时大众的环保意识也越来越强，那么水质检测作为污水处理的必要技术手段，也是不可或缺的一环。

水质检测节点作为水质检测系统的组成部分，其大多数孤立地分布在不同的位置，采用移动电源供电，能够续航的时间基本固定，但是，目前的水质检测电路在不需要进行检测的时候，也在持续带电作业，造成电能浪费，导致移动电源的续航能力严重下降。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明提供一种水质检测节点电路,解决的传统的水质检测电路存在电能浪费导致检测节点的续航能力降低的问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，本方案提供了一种水质检测节点电路，其包括供电模块、检测模块、处理模块以及无线发送模块；设有双充电回路的供电模块，用于提供直流电源；设有多检测通道的检测模块，与供电模块连接，用于同时检测多种水质参数；处理模块，与供电模块和检测模块连接，用于接收水质参数以转换为对应的水质数据，和根据水质数据控制检测模块的部分检测通道是否进入休眠状态；以及无线发送模块，与供电模块和处理模块连接，用于无线发送水质数据，当处理模块接收不到水质参数时，处理模块切断无线发送模块的工作电源。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，供电模块包括输入单元、充电管理单元以及降压输出单元；输入单元，用于连接通用串行总线供电电压或者光伏的输出电压以获取电能；充电管理单元，与输入单元和处理模块连接，用于对锂电池进行充电管理；降压输出单元，与充电管理单元、锂电池、检测模块、处理模块以及无线发送模块连接，用于对锂电池输出的电源进行降压以供电。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，检测模块包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元、第五检测单元以及第一静电防护单元；处理模块与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元以及第五检测单元连接，供电模块与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元以及第五检测单元连接，第一静电防护单元与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元以及第五检测单元连接。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，处理模块包括接口转换单元和控制单元；接口转换单元与控制单元连接，控制单元与供电模块、检测模块以及无线发送模块连接。

结合第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，无线发送模块包括供电受控单元、无线通信单元以及通信指示单元；供电受控单元与供电模块连接，控制单元与供电受控单元和无线通信单元连接，供电受控单元与无线通信单元和通信指示单元连接，无线通信单元与通信指示单元连接。

结合第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，控制单元包括调试接口、用户通用接口、振荡时钟电路、实时时钟电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感以及微控制器；供电模块与调试接口、振荡时钟电路以及第一电感的第一端连接，微控制器与调试接口、用户通用接口、振荡时钟电路以及实时时钟电路连接，第一电感的第一端与第一电容的第一端、第二电容的第一端、第三电容的第一端、第四电容的第一端、微控制器的第十四管脚以及微控制器的第四十二管脚连接，第一电感的第二端与第五电容的第一端、第六电容的第一端以及微控制器的第二十八管脚连接，第一电容的第二端、第二电容的第二端、第三电容的第二端、第四电容的第二端、第五电容的第二端、第六电容的第二端、微控制器的第十五管脚、微控制器的第二十九管脚以及微控制器的第四十三管脚均接地，微控制器为ATmega4809型单片机。

结合第一方面的第五种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，第一检测单元包括第一电阻、第七电容、第一场效应管、第一发光二极管以及用于连接水质检测类传感器的第一连接器；供电模块与第一连接器的第一针脚连接，微控制器的第二十管脚与第七电容的第一端和第一连接器的第二针脚连接，第一连接器的第三针脚与第一场效应管的漏极连接，微控制器的第四管脚与第一电阻的第一端和第一场效应管的栅极连接，第一场效应管的源极接地，第一电阻的第二端与第一发光二极管的正极连接，第一发光二极管的负极接地。

结合第一方面的第六种实施方式，在第一方面的第七种实施方式中，供电受控单元包括第二场效应晶体管；供电模块与第二场效应晶体管的源极连接，微控制器的第十二管脚与第二场效应晶体管的栅极连接，第二场效应晶体管的漏极与无线通信单元连接。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第八种实施方式中，输入单元包括USB充电输入电路、光伏充电输入电路以及第二电阻；USB充电输入电路的输入端用于连接USB充电接口，光伏充电输入电路的输入端用于连接光伏的输出接口，第二电阻的第一端与USB充电输入电路的输出端和光伏充电输入电路的输出端连接；其中，USB充电输入电路包括第三电阻、第三场效应晶体管以及第一集成电路，第三电阻的第一端用于连接USB充电接口，第三电阻的第二端与第三场效应晶体管的源极和第一集成电路的第二管脚连接，第一集成电路的第三管脚与第三场效应晶体管的栅极连接，第三场效应晶体管的漏极与第一集成电路的第一管脚、第一集成电路的第六管脚以及第二电阻的第一端连接，第一集成电路的第四管脚接地；光伏充电输入电路包括第四电阻、第四场效应晶体管、第二集成电路以及用于连接光伏系统的第二连接器；第二连接器的第二针脚与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第四场效应晶体管的源极和第二集成电路的第二管脚连接，第二集成电路的第三管脚与第四场效应晶体管的栅极连接，第四场效应晶体管的漏极与第二集成电路的第一管脚、第二集成电路的第六管脚以及第二电阻的第一端连接，第二连接器的第一针脚与第二集成电路的第四管脚连接，并接地。

第二方面，本方案提供了一种水质检测系统，其包括至少一个第一方面提供的任一实施方式中的水质检测节点电路和远程服务器，水质检测节点电路与远程服务器进行无线通信，远程服务器用于接收和存储水质数据。

采用上述方案，本发明的供电模块分别为检测模块、处理模块以及无线发送模块提供工作电源，检测模块将检测到的水质参数传输到处理模块，经过处理模块的处理后转化为对应的水质数据，再将水质数据通过无线发送模块进行无线发射，在此过程中，当处理模块接收不到水质数据时处理模块能够关断检测模块的部分检测通道和无线发送模块的工作电源以降低待机功耗，从而提高水质检测节点的续航能力。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明的一种水质检测节点电路的结构示意图；

图2为图1所示的一种水质检测节点电路的供电模块中的输入单元的电路原理图；

图3为图1所示的一种水质检测节点电路的供电模块中的充电管理单元的电路原理图；

图4为图1所示的一种水质检测节点电路的供电模块中的降压输出单元的电路原理图；

图5为图1所示的一种水质检测节点电路的检测模块中的第一检测单元至第五检测单元的电路原理图；

图6为图1所示的一种水质检测节点电路的检测模块中的第一静电防护单元的电路原理图；

图7为图1所示的一种水质检测节点电路的处理模块中的接口转换单元的电路原理图；

图8为图1所示的一种水质检测节点电路的处理模块中的控制单元的电路原理图；

图9为图1所示的一种水质检测节点电路的无线发送模块的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如图1所示，在其中一个实施例中，一种水质检测节点电路，其包括供电模块100、检测模块200、处理模块300以及无线发送模块400；设有双充电回路的供电模块100，用于提供直流电源；设有多检测通道的检测模块200，与供电模块100连接，用于同时检测多种水质参数；处理模块300，与供电模块100和检测模块200连接，用于接收水质参数以转换为对应的水质数据，和根据水质数据控制检测模块200的部分检测通道是否进入休眠状态；以及无线发送模块400，与供电模块100和处理模块300连接，用于无线发送水质数据，当处理模块300接收不到水质参数时，处理模块300切断无线发送模块400的工作电源。

具体地，供电模块100分别为检测模块200、处理模块300以及无线发送模块400提供工作电源，检测模块200将检测到的水质参数传输到处理模块300，经过处理模块300的处理后转化为对应的水质数据，再将水质数据通过无线发送模块400进行无线发射，在此过程中，当处理模块400接收不到所有检测通道的水质数据时，处理模块400将关断检测模块200的部分检测通道的工作电源，只留下一条检测通道，用于监测需要使用检测模块200的情况，当该检测通道再次检测到水质参数时，将触发处理模块300发出控制信号，该控制信号将驱动检测模块200的其他检测通道重新恢复供电，恢复至工作状态；同时，无线发送模块400的工作电源也以同样的方式受控，这样可以降低待机功耗，从而提高水质检测节点的续航能力。

如图2至图4所示，在其中一个实施例中，供电模块100的作用是提供充电回路，并对锂电池进行充电管理，同时为水质检测节点电路提供直流工作电源，其包括输入单元110、充电管理单元120以及降压输出单元130；输入单元110，用于连接通用串行总线供电电压或者光伏的输出电压以获取电能；充电管理单元120，与输入单元110和处理模块300连接，用于对锂电池进行充电管理；降压输出单元130，与充电管理单元120、锂电池、检测模块200、处理模块300以及无线发送模块400连接，用于对锂电池输出的电源进行降压以供电。

如图2所示，在其中一个实施例中，输入单元110的作用是为锂电池提供两路充电回路，能够支持光伏充电，无需人员管理，能够提高整个电路的续航能力；同时，能够支持USB接口充电，在光伏充电不足的情况下可以通过人工充电，以保持整个电路的续航能力；其包括USB充电输入电路111、光伏充电输入电路112以及第二电阻R18；USB充电输入电路111的输入端用于连接USB充电接口，光伏充电输入电路112的输入端用于连接光伏的输出接口，第二电阻R18的第一端与USB充电输入电路111的输出端和光伏充电输入电路112的输出端连接；其中，USB充电输入电路111包括第三电阻R16、第三场效应晶体管T8以及第一集成电路U4，第三电阻R16的第一端用于连接USB充电接口，第三电阻R16的第二端与第三场效应晶体管T8的源极和第一集成电路U4的第二管脚连接，第一集成电路U4的第三管脚与第三场效应晶体管T8的栅极连接，第三场效应晶体管T8的漏极与第一集成电路U4的第一管脚、第一集成电路U4的第六管脚以及第二电阻R18的第一端连接，第一集成电路U4的第四管脚接地；光伏充电输入电路112包括第四电阻R20、第四场效应晶体管T9、第二集成电路U6以及用于连接光伏系统的第二连接器J10；第二连接器J10的第二针脚与第四电阻R20的第一端连接，第四电阻R20的第二端与第四场效应晶体管T9的源极和第二集成电路U6的第二管脚连接，第二集成电路U6的第三管脚与第四场效应晶体管T9的栅极连接，第四场效应晶体管T9的漏极与第二集成电路U6的第一管脚、第二集成电路U6的第六管脚以及第二电阻R18的第一端连接，第二连接器J10的第一针脚与第二集成电路U6的第四管脚连接，并接地。

如图3所示，在其中一个实施例中，充电管理单元120的作用是通过检测锂电池的电量以管理充放电进度，对锂电池实现保护，以延长其使用寿命，其包括锂电池充电电路121、锂电池管理电路122、第一或控制电路123以及第二或控制电路124；第二电阻R18的第二端与锂电池充电电路121的输入端连接，锂电池充电电路121与锂电池管理电路122、第一或控制电路123以及第二或控制电路124连接，处理模块300与锂电池充电电路121和锂电池管理电路122连接。

如图3所示，在其中一个实施例中，锂电池充电电路121包括电阻R26、电位器R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电感L2、集成电路U9以及用于连接锂电池的电池座J11；第二电阻R18的第二端与电容C37的第一端、电位器R27的第一端、集成电路U9的第一管脚以及集成电路U9的第三管脚连接，电容C37的第二端与电位器R27的第二端连接，电位器R27的滑动端与集成电路U9的第二管脚连接，电容C39的第一端与集成电路U9的第六管脚连接，电容C39的第二端接地，集成电路U9的第十二管脚与电感L2的第一端和电容C38的第二端连接，电容C38的第一端与集成电路U9的第十一管脚连接，电感L2的第二端与电阻R26的第一端和集成电路U9的第十管脚连接，集成电路U9的第九管脚与电阻R26的第二端、电阻R28的第一端、电容C34的第一端、电容C35的第一端以及电容C36的第一端连接，电容C34的第二端、电容C35的第二端以及电容C36的第二端均接地，电阻R28的第二端与电阻R29的第二端和电阻R30的第一端连接，电阻R29的第一端与集成电路U9的第七管脚连接，集成电路U9的第八管脚与电池座J11的第一针脚连接，集成电路U9的第十三管脚、电池座J11的第三针脚、电阻R30的第二端均接地，集成电路U9的型号可以但不限于为LT3652HV。

如图3所示，在其中一个实施例中，锂电池管理电路122包括电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C33以及集成电路U7；降压输出单元130的输出端与电阻R21的第一端、电阻R22的第一端、电阻R23的第一端以及电阻R24的第一端连接，电阻R21的第二端与集成电路U7的第六管脚连接，电阻R22的第二端与集成电路U7的第九管脚连接，电阻R23的第二端与集成电路U7的第十管脚连接，电阻R24的第二端与集成电路U7的第五管脚连接，集成电路U7的第八管脚与电阻R25的第一端、集成电路U7的第一管脚以及电容C35的第一端连接，电阻R25的第二端与集成电路U7的第二管脚和电池座J11的第二针脚连接，集成电路U7的第三管脚与电容C33的第一端连接，集成电路U7的第四管脚与电容C33的第二端连接，集成电路U7的第七管脚接地，集成电路U7可以但不限于为LTC4150型库伦计数器。

如图3所示，在其中一个实施例中，第一或控制电路123包括场效应晶体管T10和集成电路U8；电阻R26的第二端与场效应晶体管T10的源极和集成电路U8的第二管脚连接，场效应晶体管T10的栅极和集成电路U8的第三管脚连接，场效应晶体管T10的漏极与集成电路U8的第一管脚和集成电路U8的第六管脚连接，集成电路U8的第四管脚接地，集成电路U8可以但不限于为或控制器。

如图3所示，在其中一个实施例中，第二或控制电路124包括场效应晶体管T11和集成电路U10；场效应晶体管T11的源极与集成电路U10的第二管脚连接并接地，场效应晶体管T11的栅极和集成电路U10的第三管脚连接，场效应晶体管T11的漏极与集成电路U10的第一管脚和集成电路U10的第六管脚连接，集成电路U10的第四管脚接地，集成电路U10可以但不限于为或控制器。

如图4所示，在其中一个实施例中，降压输出单元130包括电阻R17、电阻R19、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、连接器J9以及集成电路U5；电阻R19的第一端与电容C35的第一端连接，电阻R19的第二端与电阻R17的第二端、电容C28的第一端、集成电路U5的第一管脚以及集成电路U5的第三管脚连接，电阻R17的第一端与连接器J9的第一针脚连接，连接器J9的第二针脚接地，集成电路U5的第五管脚与电容C29的第一端、电容C30的第一端、电容C31的第一端以及电容C32的第一端连接，电容C29的第二端、电容C30的第二端、电容C31的第二端、电容C32的第二端以及集成电路U5的第二管脚均接地，集成电路U5可以但不限于为3.3V线性降压管理器。

如图5至图6所示，在其中一个实施例中，检测模块200设有五条检测通道，其中一条检测通道一直处于上电工作状态，其他四条检测通道可根据现场使用需求酌情应用，每一个检测单元对应一条检测通道；当处理模块300检测不到一条检测通道传输过来的水质参数时，处理模块300将关断其他四条检测通道的工作电源，当处理模块300重新检测到该条检测通道传输过来的水质参数时，处理模块300将恢复其他四条检测通道的工作电源。检测模块200包括第一检测单元210、第二检测单元220、第三检测单元230、第四检测单元240、第五检测单元250以及第一静电防护单元260；处理模块300与第一检测单元210、第二检测单元220、第三检测单元230、第四检测单元240以及第五检测单元250连接，供电模块100与第一检测单元210、第二检测单元220、第三检测单元230、第四检测单元240以及第五检测单元250连接，第一静电防护单元260与第一检测单元210、第二检测单元220、第三检测单元230、第四检测单元240以及第五检测单元250连接。

如图5所示，在其中一个实施例中，第一检测单元210包括第一电阻R1、第七电容C1、第一场效应管T1、第一发光二极管D1以及用于连接水质检测类传感器的第一连接器J1；供电模块100与第一连接器J1的第一针脚连接，微控制器U1的第二十管脚与第七电容C1的第一端和第一连接器J1的第二针脚连接，第一连接器J1的第三针脚与第一场效应管T1的漏极连接，微控制器U1的第四管脚与第一电阻R1的第一端和第一场效应管T1的栅极连接，第一场效应管T1的源极接地，第一电阻R1的第二端与第一发光二极管D1的正极连接，第一发光二极管D1的负极接地。

如图5所示，在其中一个实施例中，第一检测单元210与第二检测单元220、第三检测单元230、第四检测单元240以及第五检测单元250的电路拓扑结构一致。

如图6所示，在其中一个实施例中，第一静电防护单元260包括起静电防护作用的双二极管D5、双二极管D6以及双二极管D7；电容C6的第一端与双二极管D5的第一正极连接，双二极管D5的负极接地，双二极管D6的第一正极与电容C3的第一端连接，双二极管D6的第二正极与电容C4的第一端连接，双二极管D6的负极接地，双二极管D7的第一正极与第七电容C1的第一端连接，双二极管D7的第二正极与电容C2的第一端连接，双二极管D7的负极接地。

如图7至图8所示，在其中一个实施例中，处理模块300包括接口转换单元310和控制单元320；接口转换单元310与控制单元320连接，控制单元320与供电模块100、检测模块200以及无线发送模块400连接。

如图8所示，在其中一个实施例中，控制单元320包括调试接口321、用户通用接口322、振荡时钟电路323、实时时钟电路324、第一电容C7、第二电容C8、第三电容C9、第四电容C10、第五电容C13、第六电容C14、第一电感L1以及微控制器U1；供电模块100与调试接口、振荡时钟电路323以及第一电感L1的第一端连接，微控制器U1与调试接口321、用户通用接口322、振荡时钟电路323以及实时时钟电路324连接，第一电感L1的第一端与第一电容C7的第一端、第二电容C8的第一端、第三电容C9的第一端、第四电容C10的第一端、微控制器U1的第十四管脚以及微控制器U1的第四十二管脚连接，第一电感L1的第二端与第五电容C13的第一端、第六电容C14的第一端以及微控制器U1的第二十八管脚连接，第一电容C7的第二端、第二电容C8的第二端、第三电容C9的第二端、第四电容C10的第二端、第五电容C13的第二端、第六电容C14的第二端、微控制器U1的第十五管脚、微控制器U1的第二十九管脚以及微控制器U1的第四十三管脚均接地，微控制器U1为ATmega4809型单片机。

微控制器U1的第二十一管脚与电容C2的第一端连接，微控制器U1的第五管脚与电阻R2的第一端连接，微控制器U1的第二十二管脚与电容C3的第一端连接，微控制器U1的第六管脚与电阻R4的第一端连接，微控制器U1的第二十三管脚与电容C4的第一端连接，微控制器U1的第七管脚与电阻R5的第一端连接，微控制器U1的第二十四管脚与电容C6的第一端连接，微控制器U1的第八管脚与电阻R6的第一端连接。

集成电路U9的第四管脚与微控制器U1的第三十八管脚连接，集成电路U9的第五管脚与微控制器U1的第三十九管脚连接。

集成电路U7的第十管脚与微控制器U1的第三十管脚连接，集成电路U7的第九管脚与微控制器U1的第三十一管脚连接，集成电路U7的第六管脚与微控制器U1的第三十二管脚连接。

如图8所示，在其中一个实施例中，调试接口321包括连接器J7，电容C30的第一端与连接器J7的第六针脚连接，连接器J7的第三针脚与微控制器U1的第四十一管脚连接，连接器J7的第二针脚接地。

如图8所示，在其中一个实施例中，用户通用接口322包括电阻R7、电阻R8、电容C15、发光二极管D9以及按钮开关SW1；微控制器U1的第四十六管脚与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端与电容C15的第一端和按钮开关SW1的第一端连接，电容C15的第二端、按钮开关SW1的第二端均接地，微控制器U1的第四十七管脚与电阻R8的第一端连接，电阻R8的第二端与发光二极管D9的正极连接，发光二极管D9的负极接地。

如图8所示，在其中一个实施例中，振荡时钟电路323包括电容C11、电容C12以及振荡器X1；电容C30的第一端与电容C11的第一端和振荡器X1的第四管脚连接，微控制器U1的第四十五管脚与振荡器X1的第一管脚连接，振荡器X1的第三管脚与电容C12的第一端和微控制器U1的第四十四管脚连接，电容C12的第二端与振荡器X1的第二管脚连接、并接地，电容C11的第二端接地。

如图8所示，在其中一个实施例中，实时时钟电路324包括电容C16、电容C17以及晶振X2；微控制器U1的第三十四管脚与电容C16的第一端和晶振X2的第一端连接，微控制器U1的第三十五管脚与电容C17的第一端和晶振X2的第二端连接，电容C16的第二端与电容C17的第二端连接、并接地。

如图7所示，在其中一个实施例中，接口转换单元310的作用是将USB接口转换为UART接口，其包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、发光二极管D10、发光二极管D11、起静电防护作用的双二极管D12、USB接口J8以及集成电路U2；第三电阻R16的第一端与USB接口J8的第一针脚、电容C18的第一端、电容C19的第一端、电容C20的第一端、发光二极管D10的正极、发光二极管D11的正极以及集成电路U2的第十二管脚连接，USB接口J8的第五针脚接地，电容C18的第二端、电容C19的第二端、电容C20的第二端均接地，电容C21的第一端与集成电路U2的第十管脚、集成电路U2的第十一管脚以及集成电路U2的第二十管脚连接，电容C21的第二端接地，集成电路U2的第三管脚与集成电路U2的第十三管脚连接、并接地，USB接口J8的第三针脚与双二极管D12的第一正极、电容C22的第一端以及电阻R9的第一端连接，电阻R9的第二端与集成电路U2的第九管脚连接，USB接口J8的第二针脚与双二极管D12的第二正极、电容C23的第一端以及电阻R12的第一端连接，双二极管D12的负极接地，电容C22的第二端、电容C23的第二端均接地，电阻R12的第二端与集成电路U2的第八管脚连接，发光二极管D10的负极与电阻R10的第一端连接，电阻R10的第二端与集成电路U2的第十四管脚连接，发光二极管D11的负极与电阻R11的第一端连接，电阻R11的第二端与集成电路U2的第七管脚连接，集成电路U2的第一管脚与微控制器U1的第四十八管脚连接，集成电路U2的第十七管脚与微控制器U1的第一管脚连接。

如图9所示，在其中一个实施例中，无线发送模块400包括供电受控单元410、无线通信单元420以及通信指示单元430；供电受控单元410与供电模块100连接，控制单元320与供电受控单元410和无线通信单元420连接，供电受控单元410与无线通信单元420和通信指示单元430连接，无线通信单元420与通信指示单元430连接。

如图9所示，在其中一个实施例中，供电受控单元410的作用是当处理模块300检测不到一条检测通道传输过来的水质参数时，处理模块300将关断无线发送模块400的工作电源，当处理模块300重新检测到该条检测通道传输过来的水质参数时，处理模块300将恢复无线发送模块400的工作电源，以降低待机功耗，提高续航时间。其包括第二场效应晶体管；供电模块100与第二场效应晶体管的源极连接，微控制器U1的第十二管脚与第二场效应晶体管的栅极连接，第二场效应晶体管的漏极与无线通信单元420连接。其中，电容C30的第一端与第二场效应晶体管的源极连接。

如图9所示，在其中一个实施例中，无线通信单元420包括电阻R13、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、板载天线A1以及集成电路U3；第二场效应晶体管的漏极与电阻R13的第一端、电容C24的第一端、电容C25的第一端、电容C26的第一端、电容C27的第一端、集成电路U3的第十二管脚以及集成电路U3的第三十四管脚连接，电阻R13的第二端与集成电路U3的第三十二管脚连接，电容C24的第二端、电容C25的第二端、电容C26的第二端、电容C27的第二端均接地，集成电路U3的第一管脚、集成电路U3的第八管脚、集成电路U3的第十一管脚、集成电路U3的第二十管脚、集成电路U3的第二十一管脚、集成电路U3的第二十二管脚、集成电路U3的第二十四管脚、集成电路U3的第二十六管脚、集成电路U3的第二十七管脚、集成电路U3的第二十八管脚、集成电路U3的第三十三管脚、集成电路U3的第四十一管脚以及集成电路U3的第四十七管脚连接、并接地，集成电路U3的第二十三管脚与板载天线A1连接，板载天线A1的外壳接地，集成电路U3的第六管脚与微控制器U1的第十一管脚连接，集成电路U3的第七管脚与微控制器U1的第十二管脚连接，集成电路U3可以但不限于为RN2483A型LORA发送模组。

如图9所示，在其中一个实施例中，通信指示单元430包括电阻R14、电阻R15、发光二极管D13、发光二极管D14、场效应晶体管T6以及场效应晶体管T7；电容C30的第一端与发光二极管D13的正极和发光二极管D14的正极连接，发光二极管D13的负极与电阻R14的第一端连接，电阻R14的第二端与场效应晶体管T6的漏极连接，场效应晶体管T6的源极接地，场效应晶体管T6的栅极与微控制器U1的第十管脚连接，发光二极管D14的负极与电阻R15的第一端连接，电阻R15的第二端与场效应晶体管T7的漏极连接，场效应晶体管T7的源极接地，场效应晶体管T7的栅极与微控制器U1的第十一管脚连接。

在其中一个实施例中，本方案提供了一种水质检测系统，其包括至少一个任一实施例中的水质检测节点电路和远程服务器，水质检测节点电路与远程服务器进行无线通信，远程服务器用于接收和存储水质数据。

具体地，该水质检测系统可以包含多个水质检测节点电路，该水质检测节点电路通过LORA发送模组能够将水质检测数据无线发送到远程服务器。LORA发送模组采用透传模式进行通信，使用者无需编码和控制，大大缩短了无线产品的开发周期；其内置的MCU对数据进行包装和处理，使得用户只需要通过UART接口，即可实现无线通信，便于扩展水质检测节点。从而基于本申请提供的技术方案，可方便快捷地组建起一个低功耗的局部的水质检测系统，能够广泛应用于化工等废水处理的行业中。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种水质检测节点电路，其特征在于：

包括设有双充电回路的供电模块，用于提供直流电源；

设有多检测通道的检测模块，与所述供电模块连接，用于同时检测多种水质参数；

处理模块，与所述供电模块和所述检测模块连接，用于接收所述水质参数以转换为对应的水质数据，和根据所述水质数据控制所述检测模块的部分检测通道是否进入休眠状态；

以及无线发送模块，与所述供电模块和所述处理模块连接，用于无线发送所述水质数据，当所述处理模块接收不到所述水质参数时，所述处理模块切断所述无线发送模块的工作电源；

所述供电模块包括输入单元，用于连接通用串行总线供电电压或者光伏的输出电压以获取电能；

充电管理单元，与所述输入单元和所述处理模块连接，用于对锂电池进行充电管理；

降压输出单元，与所述充电管理单元、所述锂电池、所述检测模块、所述处理模块以及所述无线发送模块连接，用于对所述锂电池输出的电源进行降压以供电；

所述检测模块包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第四检测单元、第五检测单元以及第一静电防护单元；

所述处理模块与所述第一检测单元、所述第二检测单元、所述第三检测单元、所述第四检测单元以及所述第五检测单元连接，所述供电模块与所述第一检测单元、所述第二检测单元、所述第三检测单元、所述第四检测单元以及所述第五检测单元连接，所述第一静电防护单元与所述第一检测单元、所述第二检测单元、所述第三检测单元、所述第四检测单元以及所述第五检测单元连接；

所述处理模块包括接口转换单元和控制单元；

所述接口转换单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述供电模块、所述检测模块以及所述无线发送模块连接；

所述无线发送模块包括供电受控单元、无线通信单元以及通信指示单元；

所述供电受控单元与所述供电模块连接，所述控制单元与所述供电受控单元和所述无线通信单元连接，所述供电受控单元与所述无线通信单元和所述通信指示单元连接，所述无线通信单元与所述通信指示单元连接；

所述控制单元包括调试接口、用户通用接口、振荡时钟电路、实时时钟电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感以及微控制器；

所述供电模块与所述调试接口、所述振荡时钟电路以及所述第一电感的第一端连接，所述微控制器与所述调试接口、所述用户通用接口、所述振荡时钟电路以及所述实时时钟电路连接，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端、所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端、所述微控制器的第十四管脚以及所述微控制器的第四十二管脚连接，所述第一电感的第二端与所述第五电容的第一端、第六电容的第一端以及所述微控制器的第二十八管脚连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、第六电容的第二端、所述微控制器的第十五管脚、所述微控制器的第二十九管脚以及所述微控制器的第四十三管脚均接地，所述微控制器为ATmega4809型单片机；

所述第一检测单元包括第一电阻、第七电容、第一场效应管、第一发光二极管以及用于连接水质检测类传感器的第一连接器；

所述供电模块与所述第一连接器的第一针脚连接，所述微控制器的第二十管脚与所述第七电容的第一端和所述第一连接器的第二针脚连接，所述第一连接器的第三针脚与所述第一场效应管的漏极连接，所述微控制器的第四管脚与所述第一电阻的第一端和所述第一场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的源极接地，所述第一电阻的第二端与所述第一发光二极管的正极连接，所述第一发光二极管的负极接地；

所述供电受控单元包括第二场效应晶体管；

所述供电模块与所述第二场效应晶体管的源极连接，所述微控制器的第十二管脚与所述第二场效应晶体管的栅极连接，所述第二场效应晶体管的漏极与所述无线通信单元连接；

所述输入单元包括USB充电输入电路、光伏充电输入电路以及第二电阻；

所述USB充电输入电路的输入端用于连接USB充电接口，所述光伏充电输入电路的输入端用于连接光伏的输出接口，所述第二电阻的第一端与所述USB充电输入电路的输出端和所述光伏充电输入电路的输出端连接；

其中，所述USB充电输入电路包括第三电阻、第三场效应晶体管以及第一集成电路，第一集成电路为或控制器，所述第三电阻的第一端用于连接所述USB充电接口，所述第三电阻的第二端与所述第三场效应晶体管的源极和所述第一集成电路的第二管脚连接，所述第一集成电路的第三管脚与所述第三场效应晶体管的栅极连接，所述第三场效应晶体管的漏极与所述第一集成电路的第一管脚、所述第一集成电路的第六管脚以及所述第二电阻的第一端连接，所述第一集成电路的第四管脚接地；

所述光伏充电输入电路包括第四电阻、第四场效应晶体管、第二集成电路以及用于连接光伏系统的第二连接器；所述第二集成电路为或控制器；所述第二连接器的第二针脚与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第四场效应晶体管的源极和所述第二集成电路的第二管脚连接，所述第二集成电路的第三管脚与所述第四场效应晶体管的栅极连接，所述第四场效应晶体管的漏极与所述第二集成电路的第一管脚、所述第二集成电路的第六管脚以及所述第二电阻的第一端连接，所述第二连接器的第一针脚与所述第二集成电路的第四管脚连接，并接地；

供电模块分别为检测模块、处理模块以及无线发送模块提供工作电源，检测模块将检测到的水质参数传输到处理模块，经过处理模块的处理后转化为对应的水质数据，再将水质数据通过无线发送模块进行无线发射，在此过程中，当处理模块接收不到水质数据时，处理模块将关断检测模块的部分检测通道的工作电源，只留下一条检测通道，用于监测需要使用检测模块的情况，当该检测通道再次检测到水质参数时，将触发处理模块发出控制信号，该控制信号将驱动检测模块的其他检测通道重新恢复供电，恢复至工作状态；同时，无线发送模块的工作电源也以同样的方式受控，这样可以降低待机功耗，从而提高水质检测节点的续航能力；

充电管理单元的作用是通过检测锂电池的电量以管理充放电进度，对锂电池实现保护，以延长其使用寿命，其包括锂电池充电电路、锂电池管理电路、第一或控制电路以及第二或控制电路；第二电阻R18的第二端与锂电池充电电路的输入端连接，锂电池充电电路与锂电池管理电路、第一或控制电路以及第二或控制电路连接，处理模块与锂电池充电电路和锂电池管理电路连接；

锂电池充电电路包括电阻R26、电位器R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电感L2、集成电路U9以及用于连接锂电池的电池座J11；第二电阻R18的第二端与电容C37的第一端、电位器R27的第一端、集成电路U9的第一管脚以及集成电路U9的第三管脚连接，电容C37的第二端与电位器R27的第二端连接，电位器R27的滑动端与集成电路U9的第二管脚连接，电容C39的第一端与集成电路U9的第六管脚连接，电容C39的第二端接地，集成电路U9的第十二管脚与电感L2的第一端和电容C38的第二端连接，电容C38的第一端与集成电路U9的第十一管脚连接，电感L2的第二端与电阻R26的第一端和集成电路U9的第十管脚连接，集成电路U9的第九管脚与电阻R26的第二端、电阻R28的第一端、电容C34的第一端、电容C35的第一端以及电容C36的第一端连接，电容C34的第二端、电容C35的第二端以及电容C36的第二端均接地，电阻R28的第二端与电阻R29的第二端和电阻R30的第一端连接，电阻R29的第一端与集成电路U9的第七管脚连接，集成电路U9的第八管脚与电池座J11的第一针脚连接，集成电路U9的第十三管脚、电池座J11的第三针脚、电阻R30的第二端均接地，集成电路U9的型号为LT3652HV；

锂电池管理电路包括电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C33以及集成电路U7；降压输出单元的输出端与电阻R21的第一端、电阻R22的第一端、电阻R23的第一端以及电阻R24的第一端连接，电阻R21的第二端与集成电路U7的第六管脚连接，电阻R22的第二端与集成电路U7的第九管脚连接，电阻R23的第二端与集成电路U7的第十管脚连接，电阻R24的第二端与集成电路U7的第五管脚连接，集成电路U7的第八管脚与电阻R25的第一端、集成电路U7的第一管脚以及电容C35的第一端连接，电阻R25的第二端与集成电路U7的第二管脚和电池座J11的第二针脚连接，集成电路U7的第三管脚与电容C33的第一端连接，集成电路U7的第四管脚与电容C33的第二端连接，集成电路U7的第七管脚接地，集成电路U7为LTC4150型库伦计数器；

第一或控制电路包括场效应晶体管T10和集成电路U8；电阻R26的第二端与场效应晶体管T10的源极和集成电路U8的第二管脚连接，场效应晶体管T10的栅极和集成电路U8的第三管脚连接，场效应晶体管T10的漏极与集成电路U8的第一管脚和集成电路U8的第六管脚连接，集成电路U8的第四管脚接地，集成电路U8为或控制器；

第二或控制电路包括场效应晶体管T11和集成电路U10；场效应晶体管T11的源极与集成电路U10的第二管脚连接并接地，场效应晶体管T11的栅极和集成电路U10的第三管脚连接，场效应晶体管T11的漏极与集成电路U10的第一管脚和集成电路U10的第六管脚连接，集成电路U10的第四管脚接地，集成电路U10为或控制器；

降压输出单元包括电阻R17、电阻R19、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、连接器J9以及集成电路U5；电阻R19的第一端与电容C35的第一端连接，电阻R19的第二端与电阻R17的第二端、电容C28的第一端、集成电路U5的第一管脚以及集成电路U5的第三管脚连接，电阻R17的第一端与连接器J9的第一针脚连接，连接器J9的第二针脚接地，集成电路U5的第五管脚与电容C29的第一端、电容C30的第一端、电容C31的第一端以及电容C32的第一端连接，电容C29的第二端、电容C30的第二端、电容C31的第二端、电容C32的第二端以及集成电路U5的第二管脚均接地，集成电路U5为3.3V线性降压管理器。

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