一种便携式NB‑IoT水质检测装备及其参数修正方法与流程

本发明涉及水质监测领域，特别是一种便携式NB-IoT水质检测装备及其参数修正方法。

背景技术：

在水质监测领域，传统的便携式水质检测仪功能比较单一，一般只是检测记录水体采样值并在屏幕上显示，供用户查看。这种单一的检测方式，数据只是单次检测，查看完即结束丢弃或者被下一个数据覆盖，无法形成一种长期的数值趋势，数据也不可追溯，而且各个传感器数据自成一体，没有相互佐证。特别是在水产养殖领域，用户更关心的是池塘水质的整体变化趋势，而不是某个时刻的单一数据。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种可充电的、配备有NB-IoT窄带物联网模块直接与云平台数据互动的、综合多种水体传感器的便携式NB-IoT水质检测装备，以及提供水质检测数据各参数的修正方法。

为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种便携式NB-IoT水质检测装备及其参数修正方法，包括无线模块、温度传感器、溶解氧传感器、pH传感器、信号调理模块、大气压力模块、微控制器、液晶显示模块、触摸按键、供电模块。

进一步的，所述无线模块是一种基于NB-IoT窄带物联网的无线通讯模块，所述通讯传输模块的数据收发由所述微控制器控制。

进一步的，所述温度传感器与所述溶解氧传感器组成一种复合电极，所述温度传感器是采用DS18B20温度传感器，所述溶解氧电极是采用银和铁做为阴阳极的原电池法溶解氧电极，所述溶解氧电极配有硬件补偿电路。

进一步的，所述pH传感器是一种的pH玻璃电极和参比电极组合的复合电极。

进一步的，所述信号调理模块包括了CA31140芯片和ADS1115芯片，所述CA31140芯片用于处理pH信号，所述ADS1115芯片处理溶解氧信号和经CA31140芯片处理后的pH信号。

进一步的，所述大气压模块是型号为GY65的大气压模块。

进一步的，所述微控制器是ARM内核的STM32L低功耗单片机MCU控制器。

进一步的，所述液晶显示模块是基于HT1621驱动的LCD模块。

进一步的，所述触摸按键是采用单触摸键检测模块，用于所述溶解氧传感器的一键校准。

进一步的，所述供电模块包括充电电路、LDO供电电路以及锂电池。

一种便携式NB-IoT水质检测装备的参数修正方法，按以下步骤进行：

（1）水体检测前将溶解氧传感器放置空气中校准，得到饱和溶解氧对应的电极电压值，并输入当前水体的盐度值，大气压模块检测当前的空气大气压值；

（2）所有传感器放置待检水体中，通过DS18B20温度传感器直接获取数字化的温度数值，通过溶解氧传感器和pH传感器分别采集此时各自对应的处理过的电压值；

（3）用溶解氧电极采集到的温度值、人工输入的盐度值、采集到的大气压值以及校准的饱和溶解氧电压，对采集到的溶解氧进行多方补偿计算，得到真实的溶解氧值；

（4）用溶解氧电极采集到的温度值对采集到的pH值进行温度补偿，得到25度下的pH值；

（5）将所有计算值通过NB-IoT实时传输至云平台，云平台会根据以往数据再次进行修正，同时检验此时采集的温度值、pH值、溶氧值以及大气压值的数据合理性，并反馈回便携式NB-IoT水质检测装备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：多个传感器的检测数据多方互动，相互佐证，经过融合计算补偿，又通过NB-IoT窄带物联网再次与云平台数据互动修正，切实保证数值的可靠性与完整性，而且此装备功耗低，一次充电可用上几年，每个设备都有唯一编号，结合液晶屏显示输入当前池塘编号，也适合现场检测的数据追溯，实用性很高。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的电路实现示意图。

图中：1-无线模块，2-温度传感器，3-溶解氧传感器，4- pH传感器，5-信号调理模块，6-大气压力模块，7-微控制器，8-液晶显示模块，9-触摸按键，10-供电模块。

具体实施方式

如图1所示，一种便携式NB-IoT水质检测装备及其参数修正方法，包括无线模块1、温度传感器2、溶解氧传感器3、pH传感器4、信号调理模块5、大气压力模块6、微控制器7、液晶显示模块8、触摸按键9、供电模块10。

在本实施例中，所述无线模块1是一种基于NB-IoT窄带物联网的无线通讯模块，所述无线模块1的数据收发由所述微控制器7控制。

在本实施例中，所述温度传感器2与所述溶解氧传感器3组成一种复合电极，所述温度传感器3是采用DS18B20温度传感器，所述溶解氧传感器3是采用银和铁做为阴极和阳极的原电池法溶解氧电极，所述溶解氧传感器3配有硬件补偿电路。

在本实施例中，所述pH传感器4是一种的pH玻璃电极和参比电极组合的复合电极。

在本实施例中，所述信号调理模块5包括了CA31140芯片和ADS1115芯片，所述CA31140芯片用于处理pH信号，所述ADS1115芯片处理溶解氧信号和经CA31140芯片处理后的pH信号。

在本实施例中，所述大气压模块6是型号为GY65的大气压模块。

在本实施例中，所述微控制器7是ARM内核的STM32L低功耗单片机MCU控制器。

在本实施例中，所述液晶显示模块8是基于HT1621驱动的LCD模块。

在本实施例中，所述触摸按键9是采用单触摸键检测模块，用于所述溶解氧传感器3的一键空气校准及所述盐度901的值输入。

在本实施例中，所述供电模块10包括充电电路、LDO供电电路以及锂电池。

一种便携式NB-IoT水质检测装备的参数修正方法，按以下步骤进行：

（1）水体检测前将溶解氧传感器放置空气中校准，得到饱和溶解氧对应的电极电压值，并输入当前水体的盐度值，大气压模块检测当前的空气大气压值；

（2）所有传感器放置待检水体中，通过DS18B20温度传感器直接获取数字化的温度数值，通过溶解氧传感器和pH传感器分别采集此时各自对应的处理过的电压值；

（3）用溶解氧电极采集到的温度值、人工输入的盐度值、采集到的大气压值以及校准的饱和溶解氧电压，对采集到的溶解氧进行多方补偿计算，得到真实的溶解氧值；

（4）用溶解氧电极采集到的温度值对采集到的pH值进行温度补偿，得到25度下的pH值；

（5）将所有计算值通过NB-IoT实时传输至云平台，云平台会根据以往数据再次进行修正，同时检验此时采集的温度值、pH值、溶氧值以及大气压值的数据合理性，并反馈回便携式NB-IoT水质检测装备。

在本实施例中，本发明通过多个传感器的检测数据多方互动，相互佐证，经过融合计算补偿，又通过NB-IoT窄带物联网再次与云平台数据互动修正，切实保证数值的可靠性与完整性，而且此装备功耗低，一次充电可用上几年，每个设备都有唯一编号，结合液晶屏显示输入当前池塘编号，也适合现场检测的数据追溯，实用性很高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。