[發明專利]一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法

在審

• 申請號: 202011465775.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112630287A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 郭業民;項耀東;徐睿;管福凱;齊廣宇
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/30;B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，所述多通道有機磷農藥檢測儀包含便攜式恒電位儀、多通道繼電器和陣列電極，所述多通道有機磷農藥檢測儀包括四通道隔膜泵、直流穩壓電源模組、通信模組、進樣系統、二維碼識別模塊、RFID模塊、電壓跟隨器、電流跟隨器、加法器、減法器、微控制單元、數模轉換單元、模數轉換單元、數據采集電路單元、輸出信號低通濾波電路單元、I/V信號轉換單元、運算放大電路單元、脈沖信號低通濾波電路單元、脈沖信號發生器電路單元、多通道繼電器單元，所述陣列電極包括電極對電極(CE)、工作電極(WE)和參比電極(RE)。

2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，所述脈沖信號發生器電路單元輸出正負相交替的三角脈沖波掃描電壓，施加于對電極(CE)，電流信號通過恒電位儀實現電化學三電極系統，并將電流信號經放大電路放大以便測量微電流，然后通過單片機ADC系統獲取對應的I/V轉換信號，對其I/V信號和恒電位儀中的電位信號進行接收采集處理，然后通過串口(USART)顯示在HMI屏上并同時將數據流通過ESP8266無線模塊以MQTT協議上傳至云服務器中。

3.根據權利要求1和2所述的一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，按照檢測流程將下位機發送的數據劃分為四批次，手機拍照上傳服務器，系統自動生成含有唯一檢測編碼的二維碼，利用唯一檢測編碼作為匹配條件匹配三批次數據，第一批次數據發送在檢測儀掃描檢測二維碼之后，檢測儀發送包含檢測編碼、產品編碼、員工工號、設備id、檢測農藥種類的json格式數據給MQTT服務器，由服務器轉存至臨時緩沖數據庫；第二批次數據發送在檢測過程中，三電極系統利用循環伏安法掃描電極，每秒發送3~4條包含檢測編碼、VC坐標點、通道號的json數據格式到邊緣服務器搭建的kuiper流數據工具中，kuiper對每條數據VC坐標點匯總，最終將帶有檢測編碼、全部VC坐標點、通道號的一條數據流轉發至MQTT服務器由服務器轉存至緩沖數據庫；第三批數據在出結果時，檢測儀將檢測編碼、檢測結果、農藥殘留量、抑制率、合格情況的數據發送到MQTT服務器轉存緩沖區；第四批次數據在檢測結束后，發送帶有檢測編碼的數據，觸發MQTT的webhook功能執行帶有檢測編碼的POST請求給web服務器，web服務器利用檢測編碼在緩沖區中匹配，將數據轉存，清空緩沖區。

4.根據權利要求1和2所述的一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，數據流采用mqtt協議json格式傳輸，利用EMQ搭建MQTT主服務器負責分發topic，轉存數據，在騰訊云邊緣服務器利用kuiper流數據處理工具對儀器每秒發送約6條的VC坐標點進行一次匯總，匯總結束之后轉發至MQTT主服務器，由MQTT主服務器觸發存儲規則轉存MYSQL，數據由django+vue搭建的應用層進行展示查詢，搭建HyperledgerFabric網絡利用sdk定時任務定時從數據庫獲取信息存儲至區塊鏈。

5.根據權利要求1和2所述的一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，所述微控制單元(MCU)制多通道繼電器的的開啟和吸合，所述有機磷農藥廣譜電化學檢測恒電位儀電路包括運算放大電路的反饋電阻和運算放大電路的偏置電容。所述繼電器控制四路隔膜泵，通過四路隔膜泵控制四路流通管線控制流量。

6.根據權利要求1和2所述的一種基于物聯網的多通道有機磷農藥快速檢測儀及檢測方法，其特征在于，所述運算放大器要求正負電源具有很高的對稱性，IC芯片在本設計中均由±5 V電壓供電，選用一種精度非常高、溫度穩定性能極好、電源電流極低、5 V單端供電、輸出2.048 V的精密基準源，其內部精度為±2 mV。