CN117302426A - 基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，微控制器具有存储水质检测程序的可读介质，浮起装置包括检测模块、指示模块、分析模块、电源模块、控制模块以及可漂浮的载体；检测模块具有第一电极和第二电极；电源模块、分析模块和控制模块集成于微控制器，在执行水质检测程序时：电源模块于第一电极与第二电极之间施加激励电压，分析模块基于第一电极与第二电极之间电流分析电解质含量，控制模块基于电解质含量判断水质情况，并控制指示模块发出强度指示。该浮起装置构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求。

Description

基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置
技术领域
本公开大体涉及水质检测技术领域，具体涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置。
背景技术
随着人们生活水平提高，户外活动也越来越受人们追捧，也更多人追求户外活动的品质。某些户外活动需要涉及水域，例如野炊或野泳等，因此为了提升这类的户外体验，人们通常需要对水质进行快速检测。另外，在一些科研或工程进行的现场，对水质进行检测要求不高的情况下，也需要对水质进行快速检测。
现有技术中，申请号为CN202121013646.5的专利公开了一种小型的水质检测无人船，能够适用多种水域环境，为水质监测提供准确实时的数据信息；申请号为CN202010114821.3的专利公开了一种水质监测设备和水质检测方法，能够在线远程控制水质监测设备移动，在水域的多个位置进行水质检测，还可以对检测后的水样进行留样，或者直接采集水样，不需要用户到现场检测和采样，检测结果也可以实时传送给用户，或者留存在水质监测设备上，简化了水质检测的过程，节省了用户的时间，大幅降低了工作强度。然而，此类现有技术中用于精确或实时地进行水质检测的设备，虽然检测精度高，可以实时监测，但大多结构复杂、体积庞大、成本较高，常用于大型科研或水质监测工程，而不适用于普通民众在户外活动时对于水质检测的需要。
因此，发明一种构造简单从而适于人们户外活动时能够快速检测水质的需求的装置尤为重要。
发明内容
本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，该浮起装置构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求。
为此，本公开提供一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，所述微控制器具有可执行的水质检测程序，所述浮起装置包括检测模块、指示模块、分析模块、电源模块、控制模块以及可漂浮的载体；所述检测模块、所述指示模块、所述分析模块、电源模块以及所述控制模块安装于所述载体；所述检测模块、所述指示模块、所述分析模块以及所述控制模块相互之间电连接，并且由所述电源模块供电；所述检测模块具有相对布置的第一电极和第二电极，所述检测模块被配置为，在检测水质时，所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中，所述第一电极的第二端与所述第二电极的第二端延伸并连接至所述电源模块；所述电源模块、所述分析模块和所述控制模块集成于所述微控制器，并在所述微控制器执行所述水质检测程序时可操作为：所述电源模块于所述第一电极的第二端与所述第二电极的第二端之间施加激励电压，所述分析模块基于所述第一电极与所述第二电极之间所形成的电流的强度分析水中的电解质的含量，所述控制模块基于所述电解质的含量判断水质的情况，并基于水质的情况控制所述指示模块发出强度指示。
在这种情况下，通过检测模块能够对水质进行检测，通过集成有电源模块、分析模块和控制模块的微控制器能够在水质检测时对浮起装置进行控制并获得检测数据，另外，通过指示模块实时、快速地指示水质的情况，由此，能够获得构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求的装置。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，在所述微控制器执行所述水质检测程序时，所述控制模块通过设置预设值将水质情况划分为多个等级。在这种情况下，通过设置不同的预设值并在不同预设值基础上划分水质情况，也即设置不同检测精度来进行水质检测，由此，能够便于使用者根据不同的水环境选择不同的检测精度来进行水质检测。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，所述指示模块具有多个与所述等级一一对应的指示器，在检测水质时，所述控制模块基于所述等级控制与所述等级相对应的指示器发出强度指示。在这种情况下，能够通过指示器获知水质检测的结果，由此，能够便于使用者通过与不同等级一一对应的指示器判断水质检测的情况。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，所述指示模块包括呈杆状体的支承部，并且所述支承部的一端安装于所述载体浮起于水面的部分，且在所述支承部安装有所述指示器。在这种情况下，能够便于使用者观看支承部上的指示器来获知水质检测的情况。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，所述微控制器具有显示器和按键，所述显示器用于显示所述预设值，所述按键用于键入所述预设值。在这种情况下，使用者能够通过按键键入预设值来设置浮起装置的检测精度，并通过显示器显示预设值来判断键入的结果是否准确，由此，能够便于使用者根据不同的水环境选择不同的检测精度来进行水质检测，提升用户体验。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，所述第一电极和所述第二电极呈长条状，所述第一电极的第一端与所述第二电极的第一端平行，并且所述第一电极和/或所述第二电极由金属或石墨中的任一种导电材料构成，所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端为导线。在这种情况下，第一电极的第一端与第二电极的第一端平行能够便于控制模块计算第一电极的第一端与第二电极的第一端之间电导系数，由此，能够提升水质检测的精度；另外，第一电极的第二端和第二电极的第二端能够将第一电极的第一端与第二电极的第一端连接至电源模块来获得激励电压，并能够通过其他机构例如滑轮进行缠绕以使第一电极的第一端与第二电极的第一端浸入水中不同的深度。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，所述载体由密度小于水的固体材料构成，且所述载体浮起于水面的部分具有腔室，所述腔室用于容纳并固定所述分析模块、电源模块以及所述控制模块。在这种情况下，浮起装置能够一直漂浮于水面，由此，能够便于使用者在进行水质检测时通过观察浮起装置的指示器获知水质检测的结果；另外，能够减少进行水质检测时水体对浮起装置的分析模块、电源模块以及控制模块正常工作的影响。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，还包括安装于所述载体的动力模块，所述动力模块用于驱动所述浮起装置在水中行进。在这种情况下，通过动力模块能够将浮起装置移动至水域的不同位置进行检测，并能够使浮起装置移动至便于收回浮动装置的位置以便于对其进行回收。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，还包括安装于所述载体的滑轮模块，所述滑轮模块用于缠绕所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端以使所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中不同的深度。在这种情况下，通过滑轮模块能够将检测模块的第一电极的第一端和第二电极的第一端置于水中不同的深度，由此，能够便于使用者对不同深度的水体进行水质检测以提高检测的准确性。
根据本公开所涉及的浮起装置，可选地，还包括遥控器，所述遥控器用于远程控制所述动力模块以驱动所述浮起装置在水中行进，和/或，用于远程控制所述滑轮模块缠绕所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端以使所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中时位于不同的深度。在这种情况下，通过遥控器对动力模块和/或滑轮模块进行控制，由此，能够便于使用者对浮起装置在水中的位置以及浮起装置的检测模块浸入水中的深度进行调控。
根据本公开，能够提供一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，该浮起装置构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求。
附图说明
图1是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的应用场景示意图。
图2是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的结构示意图。
图3是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的结构框图。
图4a是示出了本公开的示例所涉及的浮起装置中的电源模块、指示模块、检测模块、分析模块以及控制模块之间相互电连接的示意图。
图4b是示出了本公开的示例所涉及的浮起装置中的电源模块、控制模块、动力模块、以及滑轮模块之间相互电连接的示意图。
图5是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的检测模块的检测原理的示意图。
图6是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的检测模块的一种实施例的结构示意图。
图7是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的检测模块的另一种实施例的结构示意图。
图8是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的检测模块的又一种实施例的结构示意图。
图9是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的指示模块的工作场景示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所填充的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
本公开涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，以下有时候也简称为浮起装置。
图1是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的应用场景示意图。图2是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的结构示意图。
图3是示出了本公开的示例所涉及一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置的结构框图。图4a是示出了本公开的示例所涉及的浮起装置中的电源模块、指示模块、检测模块、分析模块以及控制模块之间相互电连接的示意图。图4b是示出了本公开的示例所涉及的浮起装置中的电源模块、控制模块、动力模块、以及滑轮模块之间相互电连接的示意图。
如图2和图3所示，本公开所涉及的浮起装置1可以是一种基于微控制器30的便携式水质检测的浮起装置1。浮起装置1可以包括检测模块10、指示模块20、微控制器30以及可漂浮的载体40。在一些示例中，微控制器30可以包括分析模块301、电源模块302、控制模块303。换言之，在一些示例中，电源模块302、分析模块301和控制模块303可以集成于微控制器30(稍后具体描述)。在一些示例中，检测模块10、指示模块20、分析模块301、电源模块302以及控制模块303可以安装于载体40。
如图4a所示，在一些示例中，检测模块10、指示模块20、分析模块301以及控制模块303相互之间可以电连接。在一些示例中，可以由电源模块302对检测模块10、指示模块20、分析模块301以及控制模块303进行供电。
在一些示例中，检测模块10(稍后具体描述)可以用于检测水中电解质的含量，检测模块10的检测原理可以为：首先通过施加激励电压于检测模块10，检测模块10与水体接触形成导电回路，然后再通过获得检测模块10与水体之间形成的电流的大小，以起判断水质的电导能力(即电解质的含量)，最后基于水质的电导能力判断水质情况，通常情况下，水中电解质的含量越高，则说明水质的情况越差。
在一些示例中，指示模块20(稍后具体描述)可以用于指示水质的情况，例如通过声音、光强或指示灯颜色等。
在一些示例中，分析模块301可以用于获得检测模块10与水体之间形成的电流的大小。在一些示例中，分析模块301可以将获得的电流的大小的信息输入至控制模块303中。
在一些示例中，控制模块303可以用于根据分析模块301获得的检测模块10的电流大小的信息来控制指示模块20工作。
在一些示例中，电源模块302可以用于给指示模块20、检测模块10、分析模块301和控制模块303供电。例如，电源模块302可以供电给检测模块10以使检测模块10获得水质检测时所需的激励电压。
在一些示例中，可漂浮的载体40(稍后具体描述)可以使浮起装置1浮起于水面。在一些示例中，载体40可以用于承载和安装检测模块10、指示模块20、分析模块301、电源模块302以及控制模块303等电子部件，能够使浮起装置1浮起于水面来进行水质检测。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1还可以包括动力模块50(稍后具体描述)、滑轮模块60(稍后具体描述)和遥控器70(稍后具体描述)。如图4b所示，在一些示例中，电源模块302、控制模块303、动力模块50、以及滑轮模块60之间可以相互电连接。在这种情况下，控制模块303能够控制动力模块50和滑轮模块60，且电源模块302可以给控制模块303、动力模块50、以及滑轮模块60进行供电，由此能够便于使用者通过浮起装置1在不同水域和不同深度水中进行水质检测。
在本公开中，通过检测模块10能够对水体进行检测(即水质检测)，通过集成有电源模块302、分析模块301和控制模块303的微控制器30能够在水质检测时对浮起装置1进行控制并获得检测数据；另外，通过指示模块20实时、快速地指示水质的情况；另外，通过动力模块50、滑轮模块60和遥控器70可以便于使用者控制浮起装置1在不同水域位置和水深进行水质检测。由此，能够获得构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求的装置。
以下继续具体描述本公开所涉及的浮起装置1的各个构件。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1可以包括微控制器30。
如图3所示，在一些示例中，微控制器30可以集成有电源模块302、分析模块301和控制模块303。本公开所涉及的微控制器30也称微型控制器(Microcontroller Unit，即MCU)，微型控制器可从不同方面进行分类：根据数据总线宽度可分为8位、16位和32位机三种；根据存储器结构可分为Harvard结构和Von Neumann结构；根据内嵌程序存储器的类别可分为OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和闪存Flash；根据指令结构又可分为CISC(ComplexInstruction Set Computer)和RISC(Reduced Instruction Set Computer)。
在一些示例中，本公开所涉及的微控制器30可以采用包括但不限于PIC系列、ARM系列、8051系列、AVR系列以及MSP系列的微控制器30。例如，本公开所涉及的微控制器30可以包括：STM32F103x、ATmega328、PIC16F877A、Attiny85、MSP430、ESP8266、ESP32、ATMEGA32U4、STM8以及LPC1768等微控制器。
在一些示例中，分析模块301可以是微控制器30的数据输入端口、数模/模数转换电路、信号放大电路中的至少一个。在一些示例中，分析模块301可以与检测模块10电连接。在这种情况下，分析模块301能够获得检测模块10的电流信号或数据。
在一些示例中，控制模块303可以是微控制器30的控制芯片或逻辑运算器。在这种情况下，控制模块303能够用于根据分析模块301获得的检测模块10的电流大小的信息来控制指示模块20工作。
在一些示例中，本公开所涉及的微控制器30可以具有可执行的水质检测程序。在一些示例中，水质检测程序可以预先编辑好再嵌入微控制器30中，也可以现场实时编辑。在这种情况下，预先编辑好的水质检测程序可以批量打包嵌入到微控制器30的存储介质中，由此能够便于批量生产功能一致的便携式水质检测的浮起装置1。另外，通过现场实时编辑的水质检测程序，能够便于使用者根据需要对浮起装置1进行编程以满足不同的水质检测情形，例如设置检测时长、精度等。
在一些示例中，在微控制器30执行水质检测程序时，控制模块303可以通过设置预设值将水质情况划分为多个等级。在这种情况下，通过设置不同的预设值并在不同预设值基础上划分水质情况，也即设置不同检测精度来进行水质检测，由此，能够便于使用者根据不同的水环境选择不同的检测精度来进行水质检测。例如：一般天然水的TDS(Totaldissolved solids，总溶解固体)值为30至300ppm，而污水的TDS值通常在300ppm以上，例如可以将预设值设置为30、60、100、150、200、250、300ppm等的任一个或多个。例如当预设值为150ppm时，可以将0至60ppm设定为第一等级，代表水质情况良好，可以将60至120ppm设定为第二等级，代表水质情况一般，可以将150ppm以上设定为第三等级，代表水质情况较差；例如当预设值为300ppm时，可以将0至200ppm设定为第一等级，代表水质情况良好，可以将200至300ppm设定为第二等级，代表水质情况一般，可以将300ppm以上设定为第三等级，代表水质情况较差。
在一些示例中，微控制器30可以具有显示器和按键(未图示)，显示器可以用于显示预设值，按键可以用于键入预设值。在这种情况下，使用者能够通过按键键入预设值来设置浮起装置1的检测精度，并通过显示器显示预设值来判断键入的结果是否准确，由此，能够便于使用者根据不同的水环境选择不同的检测精度来进行水质检测，提升用户体验。在一些示例中，显示器还可以用于显示水质的情况，例如预先设置水质的情况可以用数字或字母代表，则显示一个数字或字母即代表相应的水质的情况。
在一些示例中，电源模块302可以包括电源和电源控制电路。在一些示例中，电源可以拆卸地安装于微控制器30中。在这种情况下，电源可以用于提供电能，电源控制电路可以基于不同的电子部件控制电源提供相对应的电压或电流，例如可以给检测模块10提供用于检测水质的交变电压，或可以给控制模块303提供稳定的直流工作电压。
在一些示例中，分析模块301、电源模块302和微控制器30的显示器可以受控制模块303的控制。在这种情况下，可以对控制模块303进行编程以控制分析模块301、电源模块302和显示器的工作状态。
图5是示出了本公开的示例所涉及浮起装置1中的检测模块10的检测原理的示意图。图6是示出了本公开的示例所涉及浮起装置1中的检测模块10的一种实施例的结构示意图。图7是示出了本公开的示例所涉及浮起装置1中的检测模块10的另一种实施例的结构示意图。图8是示出了本公开的示例所涉及浮起装置1中的检测模块10的又一种实施例的结构示意图。
如上所述，浮起装置1可以包括检测模块10。
如图5、图6、或图7所示，在一些示例中，检测模块10可以具有相对布置的第一电极101和第二电极102。在一些示例中，第一电极101和第二电极102呈长条状。在一些示例中，第一电极101可以包括第一端1011和第二端1012。在一些示例中，第二电极102可以包括第一端1021和第二端1022。
如图5所示，在一些示例中，在检测水质时，检测模块10可以被配置为：第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021浸入水中，第一电极101的第二端1012与第二电极102的第二端1022延伸并连接至电源模块302。在这种情况下，能够使检测模块10与水体接触形成电路回路，并能够通过在第一电极101和第二电极102上施加激励电压后收集检测模块10与水体之间形成的电流，进而继续通过分析模块301分析所形成的电流大小，由此，能够获得水质检测的结果。
在一些示例中，第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021可以大致平行。在这种情况下，第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021平行能够便于控制模块303计算第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021之间电导系数，由此，能够提升水质检测的精度。
如图6、或图7所示，在一些示例中，第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021可以是两个大致平行且形状一致的圆柱体、矩形体或片状导体中的至少一种。
在一些示例中，第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021可以由金属或石墨中的一种导电材料构成。在一些示例中，第一电极101的第二端1012与第二电极102的第二端1022可以是导线，例如软性导电线。在一些示例中，第一电极101的第二端1012与第二电极102的第二端1022可以由电阻率较小的导电材料构成。在这种情况下，两个电极的第一端浸入水中，能够用于在施加激励电压后与水中电解质进行化学反应而形成电流；另外，两个电极的第二端可以用于延伸并连接至电源模块302，并且可以分析模块301电连接，由此，能够通过两个电极的第二端施加激励电源至两个电极的第一端，并能够通过分析模块301获得检测模块10在施加激励电源后与水体之间形成的电流。另外，第一电极101的第二端1012和第二电极102的第二端1022能够将第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021连接至电源模块302来获得激励电压，并能够通过其他机构例如滑轮进行缠绕以使第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021浸入水中不同的深度。另外，两个电极的第二端的电阻率较小时，能够提升检测水体的电解质的准确性。
在一些示例中，第一电极101的第二端1012与第二电极102的第二端1022可以缠绕在滑轮模块60上。在一些示例中，可以通过控制滑轮模块60将检测模块10的第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021置于水中不同的深度。由此，能够便于使用者对不同深度的水体进行检测以提高检测的准确性。
如图8所示，在一些示例中，第一电极101的第一端1011与第二电极102的第一端1021可以具有平行部11和非平行部12。在一些示例中，两个电极的平行部11可以直接与水体接触，也即裸露在水体中。在一些示例中，两个电极的非平行部12可以渐缩汇合并与两个电极的第二端连接通电，且非平行部12的外部可以包裹绝缘材料，即不与水体接触。在一些示例中，第一电极101的第二端1012与第二电极102的第二端1022外部均包裹绝缘材料并收束于一个绝缘软性套管13中，在这种情况下，能够减少缆线设置方便使用者使用浮起装置1检测水质。
在一些示例中，施加于检测模块10的两个电极上的激励电压可以是直流电压或交流电压。优选地，施加于检测模块10的两个电极上的电压可以为交流电压(交变电压)，在这种情况下，交变的激励电压可以使两个电极在和水体接触反应时每个电极都可以反复进行氧化或还原反应，由此，能够减少检测模块10的两个电极出现极化的问题。
在一些示例中，检测模块10通过电极法测定水体的电导率。电极法测定水体的电导率具体的计算原理可以为：
由欧姆定律，温度一定时，
R＝ρL/S
其中，R为检测模块10的两个电极之间的水体的电阻，ρ为电阻率，L为两个电极间间距(参见图5)，S为两个电极的平行部11的截面积(参见图5)。由于S、L是固定不变的，故L/S为常数，称为电导常数Q，即
R＝ρQ
电导T与电阻R成倒数关系，即
T＝1/R
电导率K与电阻率ρ成倒数关系，即
K＝1/ρ
由上述各式可得：K＝1/ρ＝Q/R。
因此，在一些示例中，通过在检测模块10的两个电极的浸入水中的第一端施加激励电压，并通过分析模块301获得检测模块10的两个电极与水体之间产生的微小电流。在这种情况下，可以通过电极法获得水体的电导率，由此，能够获得水中电解质含量从而判断水质情况。
在一些示例中，利用电极法，可以先用标准溶液校准检测模块10的两个电极，获得检测模块10的两个电极的电导常数Q，再进行水质检测获得水体的电阻R，最后可以得出水体的电导率K。
在本实施方式中，水质电解质的含量可以指水中的溶解性固体总量(Totaldissolved solids，TDS)，测量单位为毫克/升(mg/L)，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。TDS可以用来表示测定溶解在水中的所有固体物质，包括矿物质、盐分以及溶解在水中的微小金属物质。在一些示例中，TDS的测量单位可以为ppm(百万分比浓度)。在一些示例中，可以通过电导率推测溶液中的盐分，水体越纯净，可溶性固体越少，电阻越大，电导越小，因此纯水几乎不能导电。在一些示例中，TDS值与电导率有直接关系，TDS值一般为电导率的0.55倍，即TDS＝0.55K。在这种情况下，通过检测模块10和分析模块301可以获得水体的TDS值，由此，能够获得水质情况。
在一些示例中，通过检测模块10和分析模块301可以获得水体的TDS值，并且分析模块301可以将TDS值生成数据传输至控制模块303中。在这种情况下，控制模块303可以基于TDS值，也即水质的情况，来控制指示模块20发出相应的强度指示，由此，能够方便使用者判断水质的情况以提升在户外涉水运动时的体验。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1可以包括指示模块20。图9是示出了本公开的示例所涉及浮起装置中的指示模块的工作场景示意图。
如图9所示，在一些示例中，指示模块20可以包括呈杆状体的支承部201，并且支承部201的一端可以安装于载体40浮起于水面的部分，且在支承部201可以安装有指示器202。在一些示例中，指示器202可以是具有色彩的发光装置。在这种情况下，能够便于使用者观看支承部201上的指示器202来获知水质检测的情况。
在一些示例中，指示器202还可以是其他任一种具有特征辨别的装置。例如，指示器202可以是具有声音辨别的发声装置。
如图9所示，在一些示例中，指示模块20可以具有多个指示器202，并且多个指示器202可以与前述的水质情况的等级一一对应，在检测水质时，控制模块303基于等级控制与等级相对应的指示器202发出强度指示。例如，指示器202可以用红、黄、绿三种发光装置来分别对应水质的良好、一般、差三种情况。在这种情况下，能够通过指示器202获知水质检测的结果，由此，能够便于使用者通过与不同等级一一对应的指示器202判断水质检测的情况。
在一些示例中，指示器202可以不安装于载体40，例如，指示器202可以和遥控器70一体，并通过无线方式与控制模块303通信连接。在这种情况下，能够减少使用者在开阔水域进行水质检测时不便观看指示器202的问题，提升便利性。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1可以包括载体40。
在一些示例中，载体40可以由密度小于水的固体材料构成，例如泡沫绵或轻塑料。在这种情况下，浮起装置1能够一直漂浮于水面，由此，能够便于使用者在开阔水域进行水质检测时通过观察浮起装置1的指示器202获知水质检测的结果。
在一些示例中，载体40可以用于安装检测模块10、指示模块20、分析模块301、电源模块302以及控制模块303。在一些示例中，载体40还可以用于安装浮起装置1的其他部件，例如，动力模块50、滑轮模块60等。在这种情况下，浮起装置1能够浮起于水面，且能够保护浮起装置1的各个部件不受水体的影响。
如图2所示，在一些示例中，载体40浮起自水面的部分可以具有腔室401，腔室401可以用于容纳并固定微控制器30(包括分析模块301、电源模块302以及控制模块303)。在一些示例中，腔室401可以是密闭空间。在一些示例中，载体40的腔室401在容纳固定浮起装置1的各个电子部件，例如分析模块301、电源模块302以及控制模块303，后可以进行密封。在这种情况下，通过该腔室401，能够减少进行水质检测时水体对浮起装置1的分析模块301、电源模块302以及控制模块303正常工作的影响。
如图2所示，在一些示例中，载体40可以呈船状体。在这种情况下，能够给使用者美感，另外，船体还能够配合动力模块50在水中行进时更流畅。
在一些示例中，载体40的形状可以是任意形状。在这种情况下，能够根据浮起装置1的各个部件来设计载体40的形状，由此，能够便于浮起装置1检测水质。
在一些示例中，载体40的大小可以设计为长宽高均不超过50cm。在这种情况下，能够便于使用者携带。例如，呈船体的浮起装置1长度可以设计为不超过30cm，宽度设计为不超过15cm，高度(支承部201与载体40总和)设计为不超过40cm。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1还可以包括动力模块50。
如图2所示，在一些示例中，动力模块50安装于载体40中，用于驱动浮起装置1在水中行进。在这种情况下，通过动力模块50能够将浮起装置1移动至水域的不同位置进行检测，并能够使浮起装置1移动至便于收回浮动装置1的位置以便于对其进行回收。
在一些示例中，动力模块50可以包括马达(电机)和螺旋桨。
在一些示例中，动力模块50驱动浮起装置1在水中行进的方式可以是气流或水流中的至少一种。例如，在采用气流方式时，前述的螺旋桨可以设计在浮起装置1的载体40上且不接触水面，通过螺旋桨启动时形成的气流来驱动浮起装置1在水中行进。又例如，在采用水流方式时，前述的螺旋桨可以设计在浮起装置1的载体40下且浸入水中，通过螺旋桨启动时形成的水流来驱动浮起装置1在水中行进。
在一些示例中，动力模块50可以受控制模块303的控制。在另一些示例中，动力模块50可以受遥控器70的控制。在这种情况下，可以通过远程控制动力模块50进而驱动浮起装置1在水中行进，由此，能够便于使用者调控浮起装置1在水中不同区域进行水质检测。
如图2和图3所示，在一些示例中，浮起装置1还可以包括滑轮模块60。
如图2所示，在一些示例中，滑轮模块60安装于浮起装置1的载体40上，用于缠绕前述的检测模块10的第一电极101的第二端1012和第二电极102的第二端1022，以使第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021浸入水中时位于不同的深度。在一些示例中，通过滑轮模块60能够将检测模块10的第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021置于水中不同的深度。由此，能够便于使用者对不同深度的水体进行检测。
在一些示例中，在一些示例中，滑轮模块60可以受控制模块303的控制。在另一些示例中，滑轮模块60可以受遥控器70的控制。在这种情况下，可以通过远程控制滑轮模块60进而将检测模块10的第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021置于水中不同的深度，由此，能够便于使用者调控浮起装置1在水中不同深度进行水质检测。
如图1和图3所示，在一些示例中，浮起装置1还可以包括遥控器70。在一些示例中，遥控器70可以用于远程控制动力模块50以驱动便携式浮起装置1在水中行进。在一些示例中，遥控器70可以用于远程控制滑轮模块60缠绕第一电极101的第二端1012和第二电极102的第二端1022以使第一电极101的第一端1011和第二电极102的第一端1021浸入水中时位于不同的深度。在这种情况下，通过遥控器70对动力模块50和滑轮模块60进行控制，由此，能够便于使用者对浮起装置1在水中的位置以及浮起装置1的检测模块10浸入水中的深度进行调控。
在一些示例中，遥控器70可以是一般的遥控装置，也可以是使用者的手机、平板等具有控制功能的电子设备。
在一些示例中，遥控器70还可以控制微控制器30的工作。例如，当使用者通过遥控器70控制浮起装置1到达水中指定区域且控制检测模块10的两个电极到达指定水深时，还可以通过遥控器70控制微控制器30以启动或暂停浮起装置1的水质检测任务。
据本公开，能够提供一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，该浮起装置构造简单从而适于人们户外活动时快速检测水质的需求。
虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变，这些变形和变均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种基于微控制器的便携式水质检测的浮起装置，所述微控制器具有可执行的水质检测程序，其特征在于，
所述浮起装置包括检测模块、指示模块、分析模块、电源模块、控制模块以及可漂浮的载体；
所述检测模块、所述指示模块、所述分析模块、电源模块以及所述控制模块安装于所述载体；
所述检测模块、所述指示模块、所述分析模块以及所述控制模块相互之间电连接，并且由所述电源模块供电；
所述检测模块具有相对布置的第一电极和第二电极，所述检测模块被配置为，在检测水质时，所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中，所述第一电极的第二端与所述第二电极的第二端延伸并连接至所述电源模块；
所述电源模块、所述分析模块和所述控制模块集成于所述微控制器，并在所述微控制器执行所述水质检测程序时可操作为：所述电源模块于所述第一电极的第二端与所述第二电极的第二端之间施加激励电压，所述分析模块基于所述第一电极与所述第二电极之间所形成的电流的强度分析水中的电解质的含量，所述控制模块基于所述电解质的含量判断水质的情况，并基于水质的情况控制所述指示模块发出强度指示。
2.根据权利要求1所述的浮起装置，其特征在于，
在所述微控制器执行所述水质检测程序时，所述控制模块通过设置预设值将水质情况划分为多个等级。
3.根据权利要求2所述的浮起装置，其特征在于，
所述指示模块具有多个与所述等级一一对应的指示器，在检测水质时，所述控制模块基于所述等级控制与所述等级相对应的指示器发出强度指示。
4.根据权利要求3所述的浮起装置，其特征在于，
所述指示模块包括呈杆状体的支承部，并且所述支承部的一端安装于所述载体浮起于水面的部分，且在所述支承部安装有所述指示器。
5.根据权利要求2所述的浮起装置，其特征在于，
所述微控制器具有显示器和按键，所述显示器用于显示所述预设值，所述按键用于键入所述预设值。
6.根据权利要求1所述的浮起装置，其特征在于，
所述第一电极和所述第二电极呈长条状，所述第一电极的第一端与所述第二电极的第一端平行，并且所述第一电极和/或所述第二电极由金属或石墨中的任一种导电材料构成，所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端为导线。
7.根据权利要求1所述的浮起装置，其特征在于，
所述载体由密度小于水的固体材料构成，且所述载体浮起于水面的部分具有腔室，所述腔室用于容纳并固定所述分析模块、所述电源模块以及所述控制模块。
8.根据权利要求1所述的浮起装置，其特征在于，
还包括安装于所述载体的动力模块，所述动力模块用于驱动所述浮起装置在水中行进。
9.根据权利要求6所述的浮起装置，其特征在于，
还包括安装于所述载体的滑轮模块，所述滑轮模块用于缠绕所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端以使所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中不同的深度。
10.根据权利要求8或9所述的浮起装置，其特征在于，
还包括遥控器，所述遥控器用于远程控制所述动力模块以驱动所述浮起装置在水中行进，和/或，用于远程控制所述滑轮模块缠绕所述第一电极的第二端和所述第二电极的第二端以使所述第一电极的第一端和所述第二电极的第一端浸入水中时位于不同的深度。
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