WO2022027615A1

WO2022027615A1 - 一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法

Info

Publication number: WO2022027615A1
Application number: PCT/CN2020/107882
Authority: WO
Inventors: 于义勇; 孙林; 余志刚
Original assignee: 海德星科技南京有限公司
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-02-10
Also published as: CN112255379B; CN112255379A

Abstract

一种涉及水质自动监测系统领域，公开了一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法，包括：水质检测单元、信号调理单元、中转控制单元、无线传输单元、信号缓存单元、以及控制单元；其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块；本系统在河流上会设有多个子检测节点，每个子检测节点设有水质指标传感器和流量传感器，检测信号利用信号处理模块中先进行信号转换，同时利用信号放大模块进行信号一次放大和二次放大，同时利用跟随器进行信号缓冲，隔离，提高承载能力的作用，最后通过滤波输出模块可以消除信号中的杂波，从而可以有效的提高检测信号的稳定性与准确性。

Description

一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法

技术领域

本发明涉及水质自动监测系统领域，公开了一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法。

背景技术

水是生命的源泉，人类的生存发展每时每刻都离不开水。我国地表水资源总量位列世界第六，但由于我国人口总数庞大，人均水资源量只达到世界平均水平的；加之我国水资源分布严重不均，生活污水、工业废水排放总量巨大，水环境问题长期困扰着国家环保部门。

水环境是指湖泊、河流、海洋等水质所处环境，水环境的变化将会对水质产生严重的影响。通过对水质的物理性质和化学性质的检测来判断水环境是否受到污染。水环境是生态系统不可分割的一部分，是人类生存和发展的依靠，然而随着人类科技的进步，水环境受到的污染日益严重。

水质自动监测技术在我国迅速发展，经过十几年的建设，国家环境管理部门已经实现了对全国大江大河水质的自动实时监测与监控; 各地方省市除建设了对辖区水体水质的自动监测系统，还有针对性地建设了用于水环境生态补偿、监控重点流域水环境污染治理达标以及饮用水源地水质的自动监测站。

现有技术中的水质自动监测系统，在进行河流水质检测时，由于天气的情况和水流速度大小的不同，从而会产生噪声，从而对水质检测信号传输增大干扰和降低检测准确性，同时在进行检测信号传输时，由于传输信号频率的不同，传输信号会进行干扰，从而导致传输速率下降。

技术问题

提供一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法，以解决上述问题。

技术解决方案

水质检测单元，用于进行河流水质的氢离子浓度指数、电导率指数、溶氧度指数、水流速度指数的检测；

信号调理单元，用于进行水质各项检测信号的调节，从而使检测信号传输更加稳定；

中转控制单元，用于进行此时水质质量的比较，当水质质量不符合工作标准时，进行水质检测信号直接传输至控制单元；当水质质量符合工作标准时，进行水流速度比较；当水流速度超出工作阈值，则进行水流速度检测信号直接传输至信号缓存单元；

无线传输单元，进行检测信号进行无线传输，且分别进行上下层的传输，上层信号传输至控制单元，下层信号传输至信号缓存单元；

信号缓存单元，进行水流流速检测信号的缓冲保存，同时对不同时间，不同水流流速的检测指标传输至物联网云系统；

控制单元，进行接收水质检测信号，并进行信号分析，从而将信号传送至控制终端，同时利用时基序列对传感器进行发送不定时工作指令；

其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块。

在一个实施例中，所述I/V转换模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、二极管D1、二极管D2、放大器U2A、电阻R11、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、三极管Q2、稳压管D3、基准稳压源U3、基准稳压源U4；

所述电阻R2的一端与所述电阻R3的一端连接且输入信号，所述三极管Q1的发射极同时与所述电阻R2的另一端和所述电阻R1的一端连接，所述放大器U1A的2号引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述放大器U1A的1号引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述放大器U1A的3号引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R7的一端同时与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电容C1的一端同时与所述电阻R3的另一端和所述二极管D2的负极连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D2的正极连接且接地，所述二极管D1的正极同时与所述二极管D2的负极和所述放大器U2A的3号引脚连接，所述放大器U2A的1号引脚同时与所述电容C2的一端和所述三极管Q2的基极连接，所述放大器U2A的2号引脚同时与所述电容C2的另一端和所述三极管Q2的发射极连接且接地，所述放大器U2A的4号引脚同时与所述放大器U1A的4号引脚、所述电阻R6的另一端、所述电阻R8的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述放大器U2A的8号引脚同时与所述放大器U1A的8号引脚、所述电阻R11的一端和所述基准稳压源U4的1号引脚连接且输入工作电压，所述基准稳压源U3的1号引脚同时与所述电阻R9的一端、所述电阻R10的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述基准稳压源U3的2号引脚同时与所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端连接且接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R4的另一端连接且输入电压，所述基准稳压源U4的2号引脚同时与所述电阻R11的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述基准稳压源U4的3号引脚同时与稳压管D3的负极和所述基准稳压源U3的1号引脚连接且接地，所述三极管Q2的集电极输出信号。

在一个实施例中，所述信号放大模块包括：电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R12、电阻R16、电阻R18、电阻R17、可调电阻RV1、放大器U5A、放大器U6A、放大器U7A、电容C3；

其中，所述放大器U5A的2号引脚同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5A的3号引脚同时与所述电阻R14的一端和所述电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端输入信号，所述电阻R14的另一端输入基准电压，所述电阻R15的另一端接地，所述放大器U5A的1号同时与所述电阻R12的另一端和所述电阻R16的一端连接，所述放大器U6A的2号引脚同时与所述电阻R16的另一端和所述可调电阻RV1的一端连接，所述放大器U6A的3号引脚与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U6A的1号引脚同时与所述电阻R17的一端和所述可调电阻RV1的控制端、另一端连接，所述放大器U6A的8号引脚与所述电容C3的一端连接且输入电压，所述电容C3的另一端连接，所述放大器U6A的4号引脚接地，所述放大器U7A的3号引脚与所述电阻R17的另一端连接，所述放大器U7A的1号引脚与2号引脚连接且输出。

在一个实施例中，所述滤波输出模块包括：电容C9、电容C8、电阻R19、电容C5、电容C4、二极管D7、二极管D6、运算放大器U8A、二极管D4、二极管D5、电容C7、电容C6、电容C10、电容C11、二极管D9、二极管D8、运算放大器U8B；

其中，所述运算放大器U8A的3号引脚同时与所述电容C8的一端和所述电阻R19的一端连接，所述运算放大器U8A的2号引脚同时与所述二极管D7的正极和所述二极管D6的正极连接，所述运算放大器U8A的4号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8A的8号引脚与所述电容C5的一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R19的另一端与所述电容C9的一端且输入信号，所述电容C8的另一端接地，所述二极管D7的负极接地，所述二极管D7的负极与所述电容C9的另一端连接，所述运算放大器U8A的1号引脚与所述二极管D4的正极连接，所述二极管D4的负极同时与所述电容C7的一端和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U8B的5号引脚同时与所述电容C6的一端和所述二极管D5的负极连接，所述运算放大器U8B的6号引脚同时与所述二极管D9的正极和所述二极管D8的正极连接，所述二极管D9的负极接地，所述运算放大器U8B的8号引脚有所述电容C10的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8B的4号引脚与所述电容C11的一端连接且输入电压，所述电容C10的另一端接地，所述电容C11的另一端接地，所述二极管D8的负极与所述电容C7的另一端连接且输出信号。

在一个实施例中，所述基准稳压源U3和基准稳压源U4的型号均为TL431。

在一个实施例中，所述无线传输单元中，当采集各个时间段的检测信号数据进行传输时，采集信号进行同时传输至控制单元和信号缓存单元，且采用两个单独的传输频道传输，从而相互不进行干扰。

一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路的处理方法，其特征在于，水质检测单元利用设置在河流中的传感器进行检测信号，同时水中的流量传感器也进行检测此时水流速度，从而进行检测信号的处理；具体步骤如下：

步骤1、首先每个监测基站会监测一段距离的河流水质情况，同时每一段的河流上会设有多个子检测节点，每个子检测节点设有水质指标传感器和流量传感器，检测信号通过传输至中转控制单元进行数据比较，从而根据数据比较的不同，进行用无线传输单元进行传输至控制单元，从而进行下一步指令的发出；

步骤2、在进行水质检测时，每个子检测节点上的流量传感器会进行此时水流速度的检测，水流速度检测信号通过传输至中转控制单元进行数据比较，当水流速度过大时比较信号通过无线传输单元中的下传输层进行传输至信号缓存单元，且上传输层传送至控制单元；

步骤3、对传送至信号缓存单元中的数据首先进行识别匹配，通过将书记模拟信号转换成数字信号，从而进行数据匹配，当数据库中的数据与此时接收的数据新匹配，则进行匹配消除，从而直接进行传输旧的数据信息，当有新的数据信号，则进行存储至信号缓存单元，且将此时的数据通过无线传输单元，传送至物联网云系统；

步骤4、同时通过上传输层传输至控制单元的水流流速信号通过控制单元进行信号转换，处理同时传输至控制终端，工作人员通过对此时流速的大小，从而做出信号处理工作。

在一个实施例中，在计算河流水流速度时，是测量流量传感器上输出的两个连续脉冲上升沿之间的周期，进而得出频率，然后计算水流速度和体积，从而中转控制单元进行判断此时的流速是否影响信号传输，具体步骤如下：步骤5、当此时流速大于工作范围时，会直接在进行一次流速检测计算，当两次检测信号计算之和的平均值大于工作范围时，从而计最大流速的数据进行传输，通过无线传输单元进行上下分层传输；

步骤6、当此时第一次流速检测计算小于工作范围，则表明此时河流流速处于正常工作状态，此时采集的流速数据则直接通过无线传输单元的下传输层传输至信号缓存单元。

有益效果

本发明在进行河流水质检测时，由于天气的情况和水流速度大小的不同，从而会产生噪声，从而对水质检测信号传输增大干扰和降低检测准确性，从而利用信号处理模块中先进行信号转换，同时利用信号放大模块进行信号一次放大和二次放大，同时利用跟随器进行信号缓冲，隔离，提高承载能力的作用，最后通过滤波输出模块可以消除信号中的杂波，从而可以有效的提高检测信号的稳定性与准确性；同时在对多次检测数据均符合工作标准时，会进行后几次检测频率的打乱，不在进行同一频率时间检测，从而可以大大提高检测的准确性。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

图2是本发明的信号调理单元示意图。

图3是本发明的I/V转换模块电路图。

图4是本发明的信号放大模块电路图。

图5是本发明的滤波输出模块电路图。

图6是本发明的水质监测示意图。

本发明的实施方式

如图1所示，在该实施例中，一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法，包括：水质检测单元、信号调理单元、中转控制单元、无线传输单元、信号缓存单元、以及控制单元。

如图2所示，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块。

如图3所示，I/V转换模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、二极管D1、二极管D2、放大器U2A、电阻R11、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、三极管Q2、稳压管D3、基准稳压源U3、基准稳压源U4。

如图4所示，信号放大模块包括：电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R12、电阻R16、电阻R18、电阻R17、可调电阻RV1、放大器U5A、放大器U6A、放大器U7A、电容C3。

如图5所示，滤波输出模块包括：电容C9、电容C8、电阻R19、电容C5、电容C4、二极管D7、二极管D6、运算放大器U8A、二极管D4、二极管D5、电容C7、电容C6、电容C10、电容C11、二极管D9、二极管D8、运算放大器U8B。

在进一步的实施例中，所述电阻R2的一端与所述电阻R3的一端连接且输入信号，所述三极管Q1的发射极同时与所述电阻R2的另一端和所述电阻R1的一端连接，所述放大器U1A的2号引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述放大器U1A的1号引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述放大器U1A的3号引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R7的一端同时与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电容C1的一端同时与所述电阻R3的另一端和所述二极管D2的负极连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D2的正极连接且接地，所述二极管D1的正极同时与所述二极管D2的负极和所述放大器U2A的3号引脚连接，所述放大器U2A的1号引脚同时与所述电容C2的一端和所述三极管Q2的基极连接，所述放大器U2A的2号引脚同时与所述电容C2的另一端和所述三极管Q2的发射极连接且接地，所述放大器U2A的4号引脚同时与所述放大器U1A的4号引脚、所述电阻R6的另一端、所述电阻R8的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述放大器U2A的8号引脚同时与所述放大器U1A的8号引脚、所述电阻R11的一端和所述基准稳压源U4的1号引脚连接且输入工作电压，所述基准稳压源U3的1号引脚同时与所述电阻R9的一端、所述电阻R10的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述基准稳压源U3的2号引脚同时与所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端连接且接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R4的另一端连接且输入电压，所述基准稳压源U4的2号引脚同时与所述电阻R11的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述基准稳压源U4的3号引脚同时与稳压管D3的负极和所述基准稳压源U3的1号引脚连接且接地，所述三极管Q2的集电极输出信号。

在进一步的实施例中，所述放大器U5A的2号引脚同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5A的3号引脚同时与所述电阻R14的一端和所述电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端输入信号，所述电阻R14的另一端输入基准电压，所述电阻R15的另一端接地，所述放大器U5A的1号同时与所述电阻R12的另一端和所述电阻R16的一端连接，所述放大器U6A的2号引脚同时与所述电阻R16的另一端和所述可调电阻RV1的一端连接，所述放大器U6A的3号引脚与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U6A的1号引脚同时与所述电阻R17的一端和所述可调电阻RV1的控制端、另一端连接，所述放大器U6A的8号引脚与所述电容C3的一端连接且输入电压，所述电容C3的另一端连接，所述放大器U6A的4号引脚接地，所述放大器U7A的3号引脚与所述电阻R17的另一端连接，所述放大器U7A的1号引脚与2号引脚连接且输出。

在进一步的实施例中，所述运算放大器U8A的3号引脚同时与所述电容C8的一端和所述电阻R19的一端连接，所述运算放大器U8A的2号引脚同时与所述二极管D7的正极和所述二极管D6的正极连接，所述运算放大器U8A的4号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8A的8号引脚与所述电容C5的一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R19的另一端与所述电容C9的一端且输入信号，所述电容C8的另一端接地，所述二极管D7的负极接地，所述二极管D7的负极与所述电容C9的另一端连接，所述运算放大器U8A的1号引脚与所述二极管D4的正极连接，所述二极管D4的负极同时与所述电容C7的一端和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U8B的5号引脚同时与所述电容C6的一端和所述二极管D5的负极连接，所述运算放大器U8B的6号引脚同时与所述二极管D9的正极和所述二极管D8的正极连接，所述二极管D9的负极接地，所述运算放大器U8B的8号引脚有所述电容C10的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8B的4号引脚与所述电容C11的一端连接且输入电压，所述电容C10的另一端接地，所述电容C11的另一端接地，所述二极管D8的负极与所述电容C7的另一端连接且输出信号。

在进一步的实施例中，本发明存在异常处理模式，当进行水流质量检测和水流速度检测时，水质检测信号和水速检测信号通过信号处理单元进行信号稳定，同时传输至中转控制单元，此时水质检测信号通过中转控制单元内部进行比较，当水质质量不符合标准时，水质检测信号通过无线传输单元中的上传输层直接传输至控制单元；当水质质量符合工作标准时，会进行水速检测输入中转控制单元，从而进行水流速度比较；当水流速度超出工作阈值，则进行水流速度检测信号直接传输至信号缓存单元，当水流速度符合工作阈值，水质检测信号和水速检测信号传输至控制单元，控制单元会检测时间频率进行不规则检测频率。

在更进一步的实施例中，当检测的水质信号与水流速度信号在多次检测中，均都符合工作指标时，控制单元会进行发出检测时序序列，当水质检测单元每十分钟进行一次检测时，当五次检测的水质质量和水流速度均符合标准时，控制单元会在第五次检测完成时，立即进行一至五次水质和水速检测，从而可以保证在检测间隔中，如有污水注入，可以进行及时检测，从而保证水质检测的准确性。

工作原理：当此时水流速度过大，此时检测的水质信号会通过信号处理单元进行信号处理，首先信号通过I/V装模块进行电流信号转换为电压信号，电压通过电阻R10输入基准稳压源U3，从而基准稳压源U3输出稳定电压至放大器U1A的同相输入端，其中电阻R6与电阻R7进行分压输入，电阻R5进行把配合，同时放大器U1A的输出端与三极管Q1的基极连接，从而进行缓存电压，从而增大输出能力，检测信号通过电阻R3输入，同时通过输入电容器C1和二极管D1和二极管D2进行保护，防止工作电压过大，导通信号混乱，同时输入至放大器U2A的同相端，从而进行转换，最后通过放大器U2A的输出端进行输出值至三极管Q2，电容C2进行滤波，从而通过三极管Q2的集电极进行输出至信号放大模块；

输入信号经过放大器U5A进行一级放大后，再经过放大器U6A进行二级放大，同时可以通过可调电阻RV1进行二级放大倍数的调制，最后经过放大器U7A作为跟随器得到输出电压，接通电源后，输入信号电压放大后得到输出电压，输入电压和输出电压波形，记录数据，通过传输至控制单元计算得出放大倍数、且进行数据缓存；

输入信号通过电阻R13进行保护输入，基准电压通过电阻R14与电阻R15组成分压之路进行输入，从而输入信号信号进行放大一倍至五倍；同时放大器U5A不仅放大了信号，同时能够将电路上的一些噪声信号滤掉，从而减少了后级电路对噪声的进一步放大，从而使输入信号电压、增大，然后输出；从而信号经过电阻R16输入至二级运放电路进行放大，为了提高前置放大器电路的输入阻抗和共模抑制性能，减少输出噪声，必须采用同相放大电路构成为了尽可能保证不失真的放大，以保证充分发挥每级的线性放大性能并满足带宽要求，从而保证不失真，即达到高保真放大质量；最后信号通过电阻R17输入放大器U7A，这里放大器U7A作为跟随器使用，跟随器的缓冲，隔离，提高承载能力的作用；共集电极电路输入阻抗高，输出阻抗低，因此它能在电路阻抗匹配功能的发挥，可以做一个更好的放大电路；当输入阻抗很高，相当于前级电路是开放的；当输出阻抗低，后级电路等效为一个电压源，输出电压不受电路阻抗的影响；第一级电路相当于开路电压输出，而不是由当然阻抗的影响有水平隔震效果后，所以不要相互影响的前，后级电路互不影响；

同时信号通过放大电路输出至滤波输出模块，通过运算放大器U8A和运算放大器U8B组成四阶巴特沃斯滤波电路，信号通过电容C9与电阻R19组成的尖峰电压吸收支路进行输入运算放大器U8A、此时进行一次滤波，同时信号通过二极管D4导通输出至运算放大器U8B，从而进行二次滤波，最后通过运算放大器U8B进行输出信号，同时信号通过无线传输单元传输至控制单元和信号缓存单元，从而进行信号的转换与数据存储。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims

一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，包括：

水质检测单元，用于进行河流水质的氢离子浓度指数、电导率指数、溶氧度指数、水流速度指数的检测；

信号调理单元，用于进行水质各项检测信号的调节，从而使检测信号传输更加稳定；

中转控制单元，用于进行此时水质质量的比较，当水质质量不符合工作标准时，进行水质检测信号直接传输至控制单元；当水质质量符合工作标准时，进行水流速度比较；当水流速度超出工作阈值，则进行水流速度检测信号直接传输至信号缓存单元；

无线传输单元，进行检测信号进行无线传输，且分别进行上下层的传输，上层信号传输至控制单元，下层信号传输至信号缓存单元；

信号缓存单元，进行水流流速检测信号的缓冲保存，同时对不同时间，不同水流流速的检测指标传输至物联网云系统；

控制单元，进行接收水质检测信号，并进行信号分析，从而将信号传送至控制终端，同时利用时基序列对传感器进行发送不定时工作指令；

其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块。
根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述I/V转换模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、二极管D1、二极管D2、放大器U2A、电阻R11、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、三极管Q2、稳压管D3、基准稳压源U3、基准稳压源U4；

所述电阻R2的一端与所述电阻R3的一端连接且输入信号，所述三极管Q1的发射极同时与所述电阻R2的另一端和所述电阻R1的一端连接，所述放大器U1A的2号引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述放大器U1A的1号引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述放大器U1A的3号引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R7的一端同时与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电容C1的一端同时与所述电阻R3的另一端和所述二极管D2的负极连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D2的正极连接且接地，所述二极管D1的正极同时与所述二极管D2的负极和所述放大器U2A的3号引脚连接，所述放大器U2A的1号引脚同时与所述电容C2的一端和所述三极管Q2的基极连接，所述放大器U2A的2号引脚同时与所述电容C2的另一端和所述三极管Q2的发射极连接且接地，所述放大器U2A的4号引脚同时与所述放大器U1A的4号引脚、所述电阻R6的另一端、所述电阻R8的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述放大器U2A的8号引脚同时与所述放大器U1A的8号引脚、所述电阻R11的一端和所述基准稳压源U4的1号引脚连接且输入工作电压，所述基准稳压源U3的1号引脚同时与所述电阻R9的一端、所述电阻R10的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述基准稳压源U3的2号引脚同时与所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端连接且接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R4的另一端连接且输入电压，所述基准稳压源U4的2号引脚同时与所述电阻R11的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述基准稳压源U4的3号引脚同时与稳压管D3的负极和所述基准稳压源U3的1号引脚连接且接地，所述三极管Q2的集电极输出信号。
根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述信号放大模块包括：电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R12、电阻R16、电阻R18、电阻R17、可调电阻RV1、放大器U5A、放大器U6A、放大器U7A、电容C3；

其中，所述放大器U5A的2号引脚同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5A的3号引脚同时与所述电阻R14的一端和所述电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端输入信号，所述电阻R14的另一端输入基准电压，所述电阻R15的另一端接地，所述放大器U5A的1号同时与所述电阻R12的另一端和所述电阻R16的一端连接，所述放大器U6A的2号引脚同时与所述电阻R16的另一端和所述可调电阻RV1的一端连接，所述放大器U6A的3号引脚与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U6A的1号引脚同时与所述电阻R17的一端和所述可调电阻RV1的控制端、另一端连接，所述放大器U6A的8号引脚与所述电容C3的一端连接且输入电压，所述电容C3的另一端连接，所述放大器U6A的4号引脚接地，所述放大器U7A的3号引脚与所述电阻R17的另一端连接，所述放大器U7A的1号引脚与2号引脚连接且输出。
根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述滤波输出模块包括：电容C9、电容C8、电阻R19、电容C5、电容C4、二极管D7、二极管D6、运算放大器U8A、二极管D4、二极管D5、电容C7、电容C6、电容C10、电容C11、二极管D9、二极管D8、运算放大器U8B；

其中，所述运算放大器U8A的3号引脚同时与所述电容C8的一端和所述电阻R19的一端连接，所述运算放大器U8A的2号引脚同时与所述二极管D7的正极和所述二极管D6的正极连接，所述运算放大器U8A的4号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8A的8号引脚与所述电容C5的一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R19的另一端与所述电容C9的一端且输入信号，所述电容C8的另一端接地，所述二极管D7的负极接地，所述二极管D7的负极与所述电容C9的另一端连接，所述运算放大器U8A的1号引脚与所述二极管D4的正极连接，所述二极管D4的负极同时与所述电容C7的一端和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U8B的5号引脚同时与所述电容C6的一端和所述二极管D5的负极连接，所述运算放大器U8B的6号引脚同时与所述二极管D9的正极和所述二极管D8的正极连接，所述二极管D9的负极接地，所述运算放大器U8B的8号引脚有所述电容C10的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8B的4号引脚与所述电容C11的一端连接且输入电压，所述电容C10的另一端接地，所述电容C11的另一端接地，所述二极管D8的负极与所述电容C7的另一端连接且输出信号。
根据权利要求2所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述基准稳压源U3和基准稳压源U4的型号均为TL431。
根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述无线传输单元中，当采集各个时间段的检测信号数据进行传输时，采集信号进行同时传输至控制单元和信号缓存单元，且采用两个单独的传输频道传输，从而相互不进行干扰。
一种权利要求2至6任一项所述的基于河流水质自动监测系统的信号处理电路的处理方法，其特征在于，水质检测单元利用设置在河流中的传感器进行检测信号，同时水中的流量传感器也进行检测此时水流速度，从而进行检测信号的处理；具体步骤如下：

步骤1、首先每个监测基站会监测一段距离的河流水质情况，同时每一段的河流上会设有多个子检测节点，每个子检测节点设有水质指标传感器和流量传感器，检测信号通过传输至中转控制单元进行数据比较，从而根据数据比较的不同，进行用无线传输单元进行传输至控制单元，从而进行下一步指令的发出；

步骤2、在进行水质检测时，每个子检测节点上的流量传感器会进行此时水流速度的检测，水流速度检测信号通过传输至中转控制单元进行数据比较，当水流速度过大时比较信号通过无线传输单元中的下传输层进行传输至信号缓存单元，且上传输层传送至控制单元；

步骤3、对传送至信号缓存单元中的数据首先进行识别匹配，通过将书记模拟信号转换成数字信号，从而进行数据匹配，当数据库中的数据与此时接收的数据新匹配，则进行匹配消除，从而直接进行传输旧的数据信息，当有新的数据信号，则进行存储至信号缓存单元，且将此时的数据通过无线传输单元，传送至物联网云系统；

步骤4、同时通过上传输层传输至控制单元的水流流速信号通过控制单元进行信号转换，处理同时传输至控制终端，工作人员通过对此时流速的大小，从而做出信号处理工作。
根据权利要求7所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路的处理方法，其特征在于，在计算河流水流速度时，是测量流量传感器上输出的两个连续脉冲上升沿之间的周期，进而得出频率，然后计算水流速度和体积，从而中转控制单元进行判断此时的流速是否影响信号传输，具体步骤如下：步骤5、当此时流速大于工作范围时，会直接在进行一次流速检测计算，当两次检测信号计算之和的平均值大于工作范围时，从而计最大流速的数据进行传输，通过无线传输单元进行上下分层传输；

步骤6、当此时第一次流速检测计算小于工作范围，则表明此时河流流速处于正常工作状态，此时采集的流速数据则直接通过无线传输单元的下传输层传输至信号缓存单元。