[實(shí)用新型]一種基于NB?IoT的pH檢測(cè)裝置及其數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720473602.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN206725485U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈杜海;林麗騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建強(qiáng)閩信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00;G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水質(zhì)檢測(cè)及無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于NB-IoT的pH檢測(cè)裝置及其數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

常見的pH檢測(cè)裝置一般有三種，其一是電池供電的便攜式的pH檢測(cè)儀，其二是外接電源供電的pH檢測(cè)設(shè)備，還有一種是具有通訊功能的在線pH檢測(cè)設(shè)備。傳統(tǒng)的pH檢測(cè)裝置都有其技術(shù)缺點(diǎn)：便攜式的pH檢測(cè)儀與外接電源供電的pH檢測(cè)設(shè)備由于沒有通訊功能，只能片斷地檢測(cè)當(dāng)前水質(zhì)的情況，無法獲知連續(xù)的水質(zhì)pH變化趨勢(shì)，遇到水質(zhì)不良情況無法及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，而且外接電源供電的pH檢測(cè)設(shè)備還經(jīng)常受現(xiàn)場無電源供電、電源線拉線長等種種麻煩。而傳統(tǒng)的具有通訊功能的在線pH檢測(cè)設(shè)備一般采用短距離ZigBee通訊方式、WiFi通訊方式或者直接整合各種RF通訊模塊進(jìn)行通訊，這些通訊方式也都有技術(shù)缺陷，采用ZigBee等短距離通訊方式，通常還要增加一個(gè)ZigBee網(wǎng)關(guān)，以及具備GPRS通訊功能的數(shù)據(jù)集中器，檢測(cè)設(shè)備與數(shù)據(jù)集中器距離遠(yuǎn)一些，通常還要增加ZigBee路由節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行接力傳輸；整合各種RF通訊模塊也一樣需要GPRS集中數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，不但提高成本，由于GPRS功耗大，電源供應(yīng)也成問題。而采用WiFi無線通訊方式，除了要在現(xiàn)場布置路由器外，也存在電源供應(yīng)的問題。

而傳統(tǒng)采用電池供電的在線pH檢測(cè)設(shè)備中，無論采用Wifi還是GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，通常無法連續(xù)長時(shí)間工作，需要增加太陽能供電或者及時(shí)進(jìn)行人工充電，或者定期更換電池。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問題做出改進(jìn)，即本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于低功耗可用電池長時(shí)間供電的且可通過NB-IoT遠(yuǎn)程通訊的pH檢測(cè)裝置，及其數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種技術(shù)方案是：一種基于NB-IoT的pH檢測(cè)裝置，用于水體pH值檢測(cè)，包括NB-IoT模組、中央處理單元、人機(jī)交互單元、蜂鳴器、溫度傳感器、pH電極、信號(hào)調(diào)理單元、鋰電池模塊、充電電路模塊。

進(jìn)一步地，所述pH電極放置于待測(cè)水域中，所述中央處理單元定期從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，啟動(dòng)水體信號(hào)采集工作，信號(hào)經(jīng)過硬件處理和軟件換算后存儲(chǔ)，用于直接通過所述人機(jī)交互單元中的液晶屏顯示，并且周期性通過所述NB-IoT模組上報(bào)遠(yuǎn)程平臺(tái)。

進(jìn)一步地，在采集工作完成后，所述pH檢測(cè)裝置重新進(jìn)入休眠待機(jī)狀態(tài)，等待下一個(gè)工作周期的到來，實(shí)現(xiàn)低功耗，延長電池可使用的時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述pH電極經(jīng)過所述信號(hào)調(diào)理單元進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后，再與所述中央處理單元內(nèi)置的ADC部件相連。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)調(diào)理單元將所述pH電極的采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)后，進(jìn)入所述中央處理單元內(nèi)置的ADC部件進(jìn)一步運(yùn)算，并按相應(yīng)算法換算成對(duì)應(yīng)的水體當(dāng)前pH值存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)上報(bào)。

進(jìn)一步地，所述NB-IoT模組、所述人機(jī)交互單元、所述蜂鳴器、所述溫度傳感器、所述鋰電池模塊、所述充電電路模塊與所述中央處理單元相連。

進(jìn)一步地，所述蜂鳴器用于校準(zhǔn)完成提醒和數(shù)據(jù)異常提醒，并預(yù)設(shè)不同的鳴叫時(shí)間周期及鳴叫頻率的程序規(guī)則加以區(qū)分。

進(jìn)一步地，所述NB-IoT模組是基于蜂窩的低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊模組，用于與遠(yuǎn)程平臺(tái)通訊連接和數(shù)據(jù)互動(dòng)，所述NB-IoT模組具備高可靠、低成本、低功耗、廣覆蓋、深穿透的特點(diǎn)，幫助使用者提高監(jiān)測(cè)效率；所述NB-IoT模組還包括有一采用物聯(lián)網(wǎng)專有號(hào)段的SIM卡，所述NB-IoT模組預(yù)分配有一個(gè)唯一的設(shè)備ID號(hào)，并存儲(chǔ)于所述中央處理單元內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器是采用DS18B20單總線溫度傳感器，所述DS18B20單總線溫度傳感器的電源腳VDD沒有接外部電源供電，采用內(nèi)部寄生電源方式供電。

進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互單元包括一低功耗的段碼式LCD顯示屏、三個(gè)輕觸按鈕。

進(jìn)一步地，所述三個(gè)輕觸按鈕用于查看水體pH監(jiān)測(cè)值、菜單選擇、參數(shù)查看和設(shè)置，所述三個(gè)輕觸按鈕分別對(duì)應(yīng)為向上鍵、向下鍵和確認(rèn)鍵。

進(jìn)一步地，所述充電電路模塊用于對(duì)所述鋰電池模塊進(jìn)行充電管理，同時(shí)還包括有一外接電源LDO電路，通過外接電源直接對(duì)所述基于NB-IoT的pH檢測(cè)裝置進(jìn)行供電。

一種基于NB-IoT的pH檢測(cè)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括多個(gè)所述的基于NB-IoT的pH檢測(cè)裝置、一遠(yuǎn)程監(jiān)管云平臺(tái)、一手機(jī)APP應(yīng)用、一微信小程序應(yīng)用。