一种基于ZigBee网络的节能型水质监测系统的制作方法

本发明涉及水污染监测技术领域，尤其是一种基于ZigBee网络的节能型水质监测系统。

背景技术：

众所周知，水是生命之源，所有生物均离不开水，从而可以看出，水质的好坏将直接影响到人和动植物的生存。

目前，随着水污染越来越严重，人们越来越重视水的安全，特别是饮用水。对于水质的好坏，基本采用水质探测器对水质进行检测，而现有的水质检测是采用多种传感器同时进行探测工作，各个传感器的工作得不到很好协调，其中，有些传感器可能不需要进行长时间工作，因此，电能浪费较大，若采用太阳能供电，其自身电能本身就存在局限，从而对水质监测工作带来不便。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于ZigBee网络的节能型水质监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于ZigBee网络的节能型水质监测系统，它包括上位机、服务器终端和若干个监测单元，所述上位机通过互联网接收服务器终端发送的信号，所述监测单元包括温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器、ZigBee芯片、无线通讯模块和用于电源供给的电源模块；

所述温度传感器和无线通讯模块与ZigBee芯片连接，所述ZigBee芯片通过无线通讯模块与服务器终端进行数据通讯，所述PH值传感器、溶氧传感器和浊度传感器分别通过PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路与ZigBee芯片连接；

所述电源模块包括太阳能板、蓄电池和模拟控制器，所述太阳能板通过电压调节电路与蓄电池连接，所述蓄电池的正极依次连接有稳压/升压模块、第一电压转换器和第二电压转换器，所述稳压/升压模块、第一电压转换器和第二电压转换器均与模拟控制器连接，所述第二电压转换器还与ZigBee芯片连接，所述模拟控制器与温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器、ZigBee芯片、无线通讯模块、PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路连接。

优选地，所述电压调节电路包括变压器、整流桥和第一三极管，所述变压器的初级线圈与太阳能板连接，所述变压器的次级线圈与整流桥并联，所述整流桥通过第一电容接地并与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极和基极并联有第一电阻，所述第一三极管的基极通过稳压二极管接地，所述第一三极管的发射极与蓄电池连接并通过第二电阻和第三电阻接地。

优选地，所述ZigBee芯片为CC2530芯片，所述模拟控制器为ADG1414。

由于采用了上述方案，本发明利用若干个监测单元对水质进行检测，利用电源管理模块实现监测单元的电源供给，其中，利用太阳能板将太阳能转换为系统所需的电能，并利用蓄电池进行存储；同时，利用稳压/升压模块、第一电压转换器和第三电压转换器将蓄电池输出的电压进行转换，从而满足不同器件、不同电压的需求，此外，利用模拟控制器实现供电的控制，从而避免电能的浪费，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构原理示意图；

图2是本发明实施例的电源模块的结构原理示意图；

图3是本发明实施例的电压调节电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种基于ZigBee网络的节能型水质监测系统，它包括上位机103、服务器终端102和若干个监测单元101，上位机103通过互联网接收服务器终端102发送的信号，监测单元101包括温度传感器1、PH值传感器2、溶氧传感器3、浊度传感器4、ZigBee芯片8、无线通讯模块9和用于电源供给的电源模块10；

温度传感器1和无线通讯模块9与ZigBee芯片8连接，ZigBee芯片8通过无线通讯模块9与服务器终端102进行数据通讯，PH值传感器2、溶氧传感器3和浊度传感器4分别通过PH值信号调理电路5、溶解氧信号调理电路6和浊度信号调理电路7与ZigBee芯片8连接；

电源模块10包括太阳能板11、蓄电池13和模拟控制器16，太阳能板11通过电压调节电路12与蓄电池13连接，蓄电池13的正极依次连接有稳压/升压模块14、第一电压转换器15和第二电压转换器17，稳压/升压模块14、第一电压转换器15和第二电压转换器17均与模拟控制器16连接，第二电压转换器17还与ZigBee芯片8连接，模拟控制器16与温度传感器1、PH值传感器2、溶氧传感器3、浊度传感器4、ZigBee芯片8、无线通讯模块9、PH值信号调理电路5、溶解氧信号调理电路6和浊度信号调理电路7连接。

本实施例的水质监测工作主要通过若干个监测单元101进行实现，利用监测单元101可以对水质进行大范围监测，监测到的水质参数，则利用ZigBee网络发送至服务器终端102，服务器终端102则接受若干个监测单元101反馈回的信号并将信号通过互联网发送至上位机103，其中，用户可通过上位机103将控制信号发送至服务器终端102，服务器终端102则将信号反馈给对应的监测单元101。

本实施例的监测单元101具体工作时，是由温度传感器1、PH值传感器2、溶氧传感器3、浊度传感器4实现水质参数的检测，检测到的参数信号则输入至ZigBee芯片8进行整理，其中对于PH值传感器2、溶氧传感器3、浊度传感器4所检测到参数信号的要求更高，则需利用PH值信号调理电路5、溶解氧信号调理电路6和浊度信号调理电路7进行信号调理。

对于监测单元101的电能供给，则通过电源模块10进行控制，具体通过太阳能板11将太阳能转换成系统所需能源，并利用蓄电池13进行存储，而稳压/升压模块14、第一电压转换器15和第二电压转换器17对蓄电池13输出的电压进行转换，即利用稳压/升压模块14将信号进行稳压和升压处理使电压为9V，利用9V电压为PH值信号调理电路5、溶解氧信号调理电路6和浊度信号调理电路7进行供电；随后利用第一电压转换器15将电压转换为5V电压，利用5V电压为温度传感器1、PH值传感器2、溶氧传感器3和浊度传感器4供电；最后，利用第二电压转换器17将5V电压转换为3.3V电压，利用3.3V电压为ZigBee芯片8和无线通讯模块9供电。需进一步说明的是，在为上诉器件供电时，本实施例采用模拟控制器16进行控制，即利用模块控制器16可控制温度传感器1、PH值传感器2、溶氧传感器3、浊度传感器4、ZigBee芯片8、无线通讯模块9、PH值信号调理电路5、溶解氧信号调理电路6和浊度信号调理电路7的电能供给，实现灵活控制电能，避免未需要工作的单元进行能源消耗，如温度传感器1和溶氧传感器3，在非特定的检测时，可选择不进行工作。同时，ZigBee芯片8与模拟控制器16连接时，时利用ZigBee芯片8的I/O口与模拟控制器16连接，因此，可通过ZigBee芯片8对模拟控制器16进行控制。

对于太阳能板11与蓄电池13之间还连接有电压调节电路12，本实施例的电压调节电路12可采用如图3所示的电路结构，即包括变压器T1、整流桥D1和第一三极管Q1，变压器T1的初级线圈与太阳能板11连接，变压器T1的次级线圈与整流桥D1并联，整流桥D1通过第一电容C1接地并与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的集电极和基极并联有第一电阻R1，第一三极管Q1的基极通过稳压二极管D2接地，第一三极管Q1的发射极与蓄电池13连接并通过第二电阻R2和第三电阻R3接地。利用变压器T1实现电压转换，利用整流桥D1实现整流，利用第一三极管Q1控制蓄电池13充电工作，利用稳压二极管D2实现稳压。

此外，为进一步优化系统，本实施例的ZigBee芯片8为CC2530芯片，模拟控制器16为ADG1414。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。