[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

技術領域

本發明屬于物聯網技術領域，具體涉及一種對水環境基本參數實現在線實時監測的設備。

背景技術

水環境是指自然環境的一個重要組成部分，水環境是水的形成、分布和轉化所處空間的環境，是指周圍人群空間及可直接或間接影響人類生活和發展的水體。隨著我國社會的不斷發展，工業廢水和生活廢水已經直接影響到水環境的安全。目前，我國水環境監測仍主要依靠大型監測站的方法，該方法采用人工采樣，實驗室檢測的方法。這種方法不足之處在于過程復雜，難以普及，需要專業人員才能完成檢測，最重要的是不能完成實時監測的需求。

發明內容

本發明是針對上述水環境監測站方法的不足而提出的一種基于無線傳感器網絡的水安全實時監測設備。

本發明設計的監測設備為水環境安全監測系統中的基站部分，水環境監測系統有上位機監測中心和傳感器網絡子區域組成，每個子區域由若干個傳監測節點和一個基站組成。基站通過ZigBee與監測節點進行通訊，采集節點數據，并控制節點狀態，同時，基站通過GPRS與上位機監測中心通訊，發送采集的數據，并接受來自上位機監測中心的命令。

本發明的技術方案：該監測設備主要是通過傳感器以及其他監測節點采集水環境參數，經過控制器模塊處理，最后由GPRS模塊將信息發送到上位機監測中心。同時監測設備通過GPRS模塊接受來自上位機的命令，實時控制基站和其他監測節點。基站和其他監測節點通過ZigBee模塊通訊。

本發明采用多參數水質傳感器M45453，該傳感器能同時監測水環境中的電解電導率、pH值、水溫、溶解氧、鹽度等參數，采用RS232接口通訊，具有可靠性強，精度高等優點。

本發明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。