[發明專利]水環境實時監測設備

在審

• 申請號: 201510095936.1
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN104748788A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 柴俊沙
• 申請（專利權）人: 柴俊沙
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.水環境實時監測設備由控制器模塊，電源管理模塊，信號采集模塊，存儲器模塊以及通訊模塊組成，控制器模塊以U1?STM32F103C8T6為主控芯片；電源管理模塊以LM2596S和LM1117-3.3為核心，以LM2596S為核心的電壓轉換電路為設備其他模塊提供5V電壓，以LM1117-3.3V為核心的電壓轉換電路為設備其他模塊提供3.3V電壓；信號采集模塊以MAX3232為核心的信號轉換電路和多參數水質傳感器M45453構成；存儲器模塊以SST25VF032為核心的電路構成；通訊模塊由JTAG接口電路，ZigBee模塊接口電路和GPRS模塊接口電路組成；以LM1117-3.3V為核心的電壓轉換電路為控制器模塊、信號采集模塊、存儲器模塊以及通訊模塊中的JTAG接口電路和ZigBee接口提供3.3V電壓；以LM2596S為核心的電壓轉換電路為通訊模塊中的GPRS接口提供5V電壓；信號采集模塊根據控制器命令采集水環境參數，并將信息發送到控制器模塊；通訊模塊接受上位機監測中心和其他監測節點的信息，并將信息發送到控制器模塊，控制器模塊根據命令，將采集的信息通過通訊模塊發送到上位機監測中心和其他監測節點；存儲器模塊根據控制器命令讀寫或存儲數據；

控制器模塊包括微處理器U1?STM32F103C8T6、第八濾波電容C1、?第九濾波電容C2、?第十濾波電容C3、第一電阻R1、第二電阻R2、第一晶振Y1；U1?STM32F103C8T6的5引腳、第八濾波電容C1一端和第一晶振Y1一端相連；第八濾波電容C1另一端與第九濾波電容C2相連并接地；U1?STM32F103C8T6的6引腳、第九濾波電容C2一端和第一晶振Y1另一端相連；U1?STM32F103C8T6的44引腳與第一電阻R1的一端相連；第一電阻R1的另一端接地；U1?STM32F103C8T6的7引腳與第十濾波電容C3一端相連；第十濾波電容C3的另一端接地；U1?STM32F103C8T6的1引腳、24引腳、36引腳、48引腳、9引腳與VDD3.3相連；U1?STM32F103C8T6的20引腳與第二電阻R2的一端相連；第二電阻R2的另一端接地；U1?STM32F103C8T6的23引腳、35引腳、47引腳、8引腳相連并接地；

5V電壓轉換電路包括電源管理芯片U3LM2596S、第一極性電容C5、第二極性電容C11、第一電感L1和穩壓二極管D1、第一極性電容C5的正極與電源管理芯片U3?LM2596S的1引腳和VDD12連接；第一極性電容C5的負極、電源管理芯片U3LM2596S的3引腳、電源管理芯片U3LM2596S的5引腳、穩壓二極管D1的陽極和第二極性電容C11的負極相連并接地；電源管理芯片U3LM2596S的4引腳、第一電感L1的一端、第二極性電容C11的正極與電壓輸出端VDD5.0連接；電源管理芯片U3LM2596S的2引腳、第一電感L1的另一端和穩壓二極管D1的陰極相連；

3.3V電壓轉換電路包括第一濾波電容C4、第三極性電容C6、電源管理芯片LM1117、第四極性電容C9、第二濾波電容C10和發光二極管DS1；第一濾波電容C4的一端、VDD5.0、第三極性電容C6的正極和電源管理芯片LM1117的3引腳連接；第一濾波電容C4的另一端、第三極性電容C6的負極、電源管理芯片LM1117的1引腳、第四極性電容C9的負極、第二濾波電容C10的一端和發光二極管DS1的陰極連接并接地；電源管理芯片LM1117的2引腳、第四極性電容C9的正極、第二濾波電容C10的另一端、發光二極管DS1的陽極與VDD3.3相連；

信號采集模塊包括第三濾波電容C7，第四濾波電容C8，第五濾波電容C12，第六濾波電容C13、串口COM1和電平轉換芯片U5?MAX3232；電平轉換芯片U5MAX3232的16引腳與VDD3.3相連；U5?MAX3232的1引腳與第五濾波電容C12的一端相連；U5MAX3232的3引腳與第五濾波電容C12的另一端相連；U5?MAX3232的4引腳與第六濾波電容C13的一端相連；U5?MAX3232的5引腳與第六濾波電容C13的另一端相連；U5?MAX3232的11引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U1TX引腳相連；U5?MAX3232的12引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U1RX引腳相連；?U5?MAX3232的2引腳與第三濾波電容C7的一端相連；U5?MAX3232的6引腳與第四濾波電容C8的一端相連；U5?MAX3232的15引腳、第四濾波電容C8的另一端、第三濾波電容C7的另一端相連并接地；U5?MAX3232的14引腳與串口COM1的2引腳相連；U5?MAX3232的13引腳與串口COM1的3引腳相連；串口COM1的5引腳接地，串口COM1其余引腳均架空；

存儲器模塊包括第三電阻R3、第八電阻R8、存儲芯片U6?SST25VF032和第七濾波電容C14；存儲芯片U6?SST25VF032的1引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的SPI1_NSS引腳相連；存儲芯片U6?SST25VF032的2引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的SPI1_MISO引腳相連；存儲芯片U6?SST25VF032的5引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的SPI1_MISI引腳相連；存儲芯片U6?SST25VF032的6引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的SPI1_SCK引腳相連；存儲芯片U6?SST25VF032的3引腳、處理器U1?STM32F103C8T6的PB13引腳和第三電阻R3的一端相連；存儲芯片U6?SST25VF032的4引腳接地；存儲芯片U6?SST25VF032的8引腳、第八電阻R8的一端和第七濾波電容C14的一端接VDD3.3，第七濾波電容C14的另一端接地；存儲芯片U6?SST25VF032的7引腳與第八電阻R8另一端連接；

通訊模塊包括JTAG接口電路、ZigBee模塊接口電路和GPRS模塊接口電路；

所述的JTAG接口電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第九電阻R9和JTAG接口JG；JTAG接口JG中的1引腳、2引腳、第四電阻R4的一端、第五電阻R5的一端、第六電阻R6的一端、第七電阻R7的一端與VDD3.3相連；JTAG接口JG中的4引腳與第九電阻R9的一端相連；JTAG接口JG中的3引腳、第七電阻R7的另一端、第九電阻R9的另一端與處理器U1?STM32F103C8T6的TRST引腳相連；JTAG接口JG中的5引腳、第六電阻R6的另一端與處理器U1?STM32F103C8T6的TDI引腳相連；JTAG接口JG中的7引腳、第五電阻R5的另一端與處理器U1?STM32F103C8T6的TMS引腳相連；JTAG接口JG中的9引腳、第四電阻R4的另一端與處理器U1?STM32F103C8T6的TCK引腳相連；JTAG接口JG中的6引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的TDO引腳相連；JTAG接口JG中的8引腳與JTAG中的10引腳相連并接地；

所述的ZigBee模塊接口電路和GPRS模塊接口電路包括GPRS接口CON2和ZigBee接口CON1，GPRS接口CON2的1引腳接地；GRPS接口CON2的2引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U2TX引腳相連；GPRS接口CON2的3引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U2RX引腳相連；GPRS接口CON2的4引腳與VDD5.0相連；ZigBee接口CON1的13引腳、15引腳、17引腳與VDD3.3相連；ZigBee接口CON1的21引腳、23引腳、25引腳、27引腳相連并接地；ZigBee接口CON1的18引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U3TX引腳相連；ZigBee接口CON1的20引腳與處理器U1?STM32F103C8T6的U3RX引腳相連，ZigBee接口CON1的其余引腳架空。