一种家用自来水余氯检测装置的制作方法

本发明涉及家用自来水余氯检测技术领域，具体涉及一种家用自来水余氯检测装置。

背景技术：

氯气消毒法具有很高的性价比，被我国大部分自来水厂用于消毒处理，出厂水余氯含量的指标反映出了自来水水质的好坏。随着生活水平的提高，家用自来水中的余氯含量检测越来越受到人们的重视，余氯的检测对于严格控制水质质量，保证用水安全具有十分重要的实用价值。但是目前还没有专门针对家用自来水的余氯检测装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、价格低廉、检测精度高的家用自来水余氯检测装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种家用自来水余氯检测装置，包括温度采集模块、pH采集模块、余氯采集模块、A/D转换模块、微处理器、WiFi无线通信模块、显示模块、串口通信模块、储存模块和电源模块，所述温度采集模块用于采集待测自来水的温度信号并将该温度信号通过A/D转换模块传输给微处理器，所述pH采集模块用于采集待测自来水的pH值并将pH值通过A/D转换模块传输给微处理器，所述余氯采集模块用于采集待测自来水中的余氯信号并将该余氯信号通过A/D转换模块传输给微处理器，所述WiFi无线通信模块与微处理器连接用于数据的无线传输，所述串口通信模块与微处理器连接用于数据的有线传输，所述显示模块与微处理器连接用于显示采集的数据，所述储存模块与微处理器连接用于储存采集的数据，所述电源模块为装置提供电源。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述温度采集模块包括温度传感器、电压跟随器和同相放大器，所述温度传感器的输出端与电压跟随器的输入端连接，所述电压跟随器的输出端与同相放大器的输入端连接，所述同相放大器的的输出端与A/D转换模块的输入端连接。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述pH采集模块包括pH传感器、同相放大器和低通滤波器，所述pH传感器的输出端与同相放大器的输入端连接，所述同相放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与A/D转换模块的输入端连接。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述余氯采集模块包括余氯传感器、跨阻放大器和低通滤波器，所述余氯传感器的输出端与跨阻放大器的输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与A/D转换模块的输入端连接。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述微处理器采用STM32F103VE芯片及其外围电路组成的最小系统。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述储存模块采用Micro SD卡。

如上所述的一种家用自来水余氯检测装置，进一步说明为，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将电源电压转化为多个不同数值的电压。

本发明的有益效果是：本装置结构简单，价格低廉，能够满足家庭使用的同时，保证了该装置的推广运用。该装置稳定性好，精度高，完全能满足家庭对自来水的余氯检测。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为WiFi无线通信模块实施例结构示意图。

图3为储存模块实施例结构示意图。

图4为电压转换模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方式做进一步的阐述。

如图1所示，本发明提供的家用自来水余氯检测装置，包括温度采集模块、pH采集模块、余氯采集模块、A/D转换模块、微处理器、WiFi无线通信模块、显示模块、串口通信模块、储存模块和电源模块。

所述温度采集模块用于采集待测自来水的温度信号并将该温度信号通过A/D转换模块传输给微处理器，由于自来水的温度会对水中的余氯造成影响，如果单单只是对水中的余氯进行检测，而不考虑温度的情况，那么势必会造成水中余氯检测不准确，所以通过设置温度采集模块能提高余氯检测的准确度。

所述温度采集模块包括温度传感器、电压跟随器和同相放大器，所述温度传感器的输出端与电压跟随器的输入端连接，所述电压跟随器的输出端与同相放大器的输入端连接，所述同相放大器的的输出端与A/D转换模块的输入端连接。电压跟随器的工作特点是流入电压和流出电压的大小相同、相位不变，同时输入阻抗非常大，输出阻抗非常小。可以把电压跟随器当做一个阻抗转换器，能够大大的增强原先电路的负载能力，电压跟随器一般做缓冲级和隔离级，减少后级放大电路输入信号的损耗，降低信号失真度。所述同相放大器在此处将采集的信号进行放大，提高了A/D转换模块采集的准确率。例如，所述电压跟随器可以选用由LM258通用运放构成的电压跟随器，所述同相放大器可以采用放大芯片AD623，当然还可以选用其他电路型号。

所述pH采集模块用于采集待测自来水的pH值并将pH值通过A/D转换模块传输给微处理器，由于自来水的pH值会对水中的余氯造成影响，如果单单只是对水中的余氯进行检测，而不考虑水的pH值，那么势必会造成水中余氯检测不准确，所以通过设置pH采集模块能提高余氯检测的准确度。

所述pH采集模块包括pH传感器、同相放大器和低通滤波器，所述pH传感器的输出端与同相放大器的输入端连接，所述同相放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与A/D转换模块的输入端连接。pH传感器的输出信号经过同相放大器后，为了去除工频干扰，在通过低通滤波器进行滤波，最后输入到A/D转换模块进行模数转换，所述低通滤波器可以选用三阶低通滤波器。

所述余氯采集模块用于采集待测自来水中的余氯信号并将该余氯信号通过A/D转换模块传输给微处理器。所述余氯采集模块包括余氯传感器、跨阻放大器和低通滤波器，所述余氯传感器的输出端与跨阻放大器的输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与A/D转换模块的输入端连接。所述跨阻放大器用于将余氯传感器采集的电流信号转换为电压信号，跨阻放大器转换后在传输给低通滤波器进行滤波处理，最后经A/D转换模块模数转换后传输给微处理器。

所述A/D转换模块对信号进行模数转换后传输给微处理器，所述A/D转换模块用于将传输过来的模拟信号转换为数字信号，从而使微处理器能够进行识别。所述A/D转换模块可以选用ADS1294转换器，也可以选用其他型号的模数转换器，这里不做限定。

所述微处理器采用STM32F103VE芯片及其外围电路组成的最小系统。该微处理器价格低廉，功能强大，功耗低，处理速度快，非常适合本装置使用。

所述WiFi无线通信模块与微处理器连接用于数据的无线传输，从而使无线终端用户与本装置进行连接，方便本装置的使用。所述WiFi无线通信模块可以基于HLK-RM04模块设计，具体模块结构如图2所示。

所述串口通信模块与微处理器连接用于数据的有线传输，从而将本装置的检测数据通过有线的方式传输至终端，增加了本装置的扩展性。所述串口通信模块可以采用RS232串口通信，RS232串口通信是一种很常用的通信方式，串口按位发送字节，然后在按位接收字节，所以串口可以通过一根线接收数据，同时另一根线来发送数据实现远距离通信，所述RS232串口通信为现有技术，这里不做具体阐述。

所述显示模块与微处理器连接用于显示采集的数据，所述显示模块可以选用液晶显示屏，也可以采用LED数码管。

所述储存模块与微处理器连接用于储存采集的数据，所述储存模块采用Micro SD卡。Micro SD卡可以用来储存温度采集模块、pH采集模块和余氯采集模块传输过来的采集信号。Micro SD卡的优点并不仅仅是它的体积微小，它还有可靠性高、速度快、存储能力强、功耗低、性价比高等诸多优点。可以使装置设计节约成本，使设计精简，能够保证存储大量的数据，并且使得数据的读取方便，为之后数据处理和分析带来了便利。如图3所示，为Micro SD卡硬件电路图，其中R8、R9、R10、R11为上拉电阻，确保数据传输的正确性。Ql为MOS管，用于控制SD卡的电源。上电时打开SD卡的电源开关，供电电压为3.3V。SD CS、SD SIMO、SD SOMI、SD UCLK为微处理器与SD卡进行通讯的引脚，SD CS为SD卡的片选，其工作原理为现有技术，这里不做具体阐述。

所述电源模块为装置提供电源。图1中电源模块并不单单只与微处理器进行连接，只是为了便于说明，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将电源电压转化为多个不同数值的电压，保证各个设备的正常使用。例如，电压转换模块包括HT7533芯片及外围电路组成，从而将12V电压转化为3.3V的稳定电压，从而保证工作电压为3.3V的设备正常使用，具体电路图如图4所示。还可以采用AS1117S-3.3稳压芯片将5V电压降到3.3V，当然该电压转换模块还包括其他转换芯片，这里不一一进行阐述。所述电源模块还可以采用多种不同的电压电源，即不采用电压转换模块，由不同的电源对不同的设备进行供电，这样结构会复杂化，但是依然能保证本装置的正常运行。本装置结构简单，价格低廉，能够满足家庭使用的同时，保证了该装置的推广运用。该装置稳定性好，精度高，完全能满足家庭对自来水的余氯检测。

本发明并不限于上述实例，在本发明的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。