一种基于5G网络的地表水在线检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于5g网络的地表水在线检测装置。

背景技术：

居民饮用水的安全与否与人们的健康生活息息相关，目前已经成为社会各方面广泛关注的问题。目前水质量检测主要是在专业机构的实验室中进行，只能在每个地区采集个别样本，更加无法做到实时连续观测。为解决这一难题，本公司研发出新一代在线水质检测系统。该产品能够在线检测六项居民饮用水指标：水温、余氯、浊度、溶解氧、电导、ph。国内外同类水质监测仪器往往都比较笨重、庞大，集成度低，一般一种仪器只能监测一项指标，而且不能实现在线自动监测。因此发展新的地表水在线检测装置已是大势所趋。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有产品中的不足，提供一种基于5g网络的地表水在线检测装置。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于5g网络的地表水在线检测装置，包括mcu核心控制模块、通信模块、水循环装置、检测数据采集装置、供电装置、定位模块，所述通信模块、水循环装置、检测数据采集装置、供电装置、定位模块都与mcu核心控制模块电性连接。

通信模块由5g通信模块、gprs通信模块、lora通信模块、rs485通信接口组成，5g通信模块、gprs通信模块、lora通信模块、rs485通信接口都与mcu核心控制模块电性连接。gprs通信模块为3g或4g。

所述5g通信模块设有5g天线，所述gprs通信模块设有gprs天线，所述lora通信模块设有lora天线。

水循环装置包括水泵、水槽、水阀，水泵、水阀都与mcu核心控制模块电性连接，水阀安装在水槽上，所述水泵与水槽相连通。mcu核心控制模块控制水泵与水阀的开启和关闭。

检测数据采集装置包括水温检测装置、ph值检测装置、溶解氧检测装置、余氯检测装置、浊度检测装置、电导率检测装置、信号调理模块，水温检测装置、ph值检测装置、溶解氧检测装置、余氯检测装置、浊度检测装置、电导率检测装置都与信号调理模块电性连接，信号调理模块与mcu核心控制模块电性连接。

所述供电装置包括可充电蓄电池、太阳能充电装置、市电供电接口、稳压模块，所述可充电蓄电池与太阳能充电装置电性连接，所述可充电蓄电池、市电供电接口都与稳压模块电性连接。

定位模块配有gps天线。

作为优选，信号调理模块采用16位且型号为ads1110a0idbvr的模数转换芯片。

作为优选，mcu核心控制模块采用stm32l053低功耗单片机。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过水温检测装置、ph值检测装置、溶解氧检测装置、余氯检测装置、浊度检测装置、电导率检测装置来收集水质信息，水质信息分别是水温、ph值、溶解氧、余氯、浊度和电导率这六个参数，全面反映了地表饮用水的水质情况。且本实用新型采用了5g通信模块、gprs通信模块、lora通信模块等无线通信模块，同时也配备rs485有线通信接口，无需检测人员到场就可通过各种通信模块在后台收到水质信息。设备带有的水循环装置，通过水泵抽水至水槽中进行水质检测，防止检测装置污染水源，更加环保便利，本实用新型通过蓄电池供电，并通过太阳能对蓄电池进行充电，满足了在偏远地区水源地进行在线无人检测水质的需求，同时也配有220v市电供电接口，在有电线的地方部署该设备时可以节省安装太阳能电池板的成本。本实用新型可以满足远程控制随时进行水质检测的需求，节约了检测人力成本，定时检测也能提高检测的精确度，避免检测人员翻山越岭去水源地检测，也提高了检测安全系数。本实用新型可应用场景包括但不限于居民饮用水箱，自来水取水地，自然保护区水源地，江河湖海等地表水，工业排水。

本实用新型系统功能全面、方便安装、实用简洁，满足快速建立地表水在线检测装置要求。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为通信模块的模块连接图；

图3为水循环装置的模块连接图；

图4为检测数据采集装置的模块连接图；

图5为供电模块的模块连接图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

如图1所示，一种基于5g网络的地表水在线检测装置，包括mcu核心控制模块1、通信模块2、水循环装置3、检测数据采集装置4、供电装置5、定位模块6，所述通信模块2、水循环装置3、检测数据采集装置4、供电装置5、定位模块6都与mcu核心控制模块1电性连接。

如图2所示，通信模块2由5g通信模块7、gprs通信模块8、lora通信模块9、rs485通信接口10组成，所述5g通信模块7、gprs通信模块8、lora通信模块9、rs485通信接口10都与mcu核心控制模块1电性连接。

如图2所示，5g通信模块7设有5g天线11，所述gprs通信模块8设有gprs天线12，所述lora通信模块9设有lora天线13。

如图3所示，水循环装置3包括水泵14、水槽15、水阀16，所述水泵14、水阀16都与mcu核心控制模块1电性连接。水阀16安装在水槽15上，所述水泵14与水槽15相连通。mcu核心控制模块控制水泵与水阀的开启和关闭。

如图4所示，检测数据采集装置4包括水温检测装置17、ph值检测装置18、溶解氧检测装置19、余氯检测装置20、浊度检测装置21、电导率检测装置22、信号调理模块23，所述水温检测装置17、ph值检测装置18、溶解氧检测装置19、余氯检测装置20、浊度检测装置21、电导率检测装置22都与信号调理模块23电性连接，所述信号调理模块23与mcu核心控制模块1电性连接。

如图5所示，供电装置5包括可充电蓄电池24、太阳能充电装置25、市电供电接口26、稳压模块27，所述可充电蓄电池24与太阳能充电装置25电性连接，所述可充电蓄电池24、市电供电接口26都与稳压模块27电性连接。

如图2所示，定位模块6配有gps天线28。

信号调理模块23采用16位且型号为ads1110a0idbvr的模数转换芯片。mcu核心控制模块1采用stm32l053低功耗单片机。

所述水温检测装置17的水温检测范围：0-45℃，精度0.1℃。

所述ph值检测装置18的ph测量范围：0-14ph，精度0.01ph。

所述溶解氧检测装置19的检测范围：0.02mg/l(ppm)(20℃)-20mg/l(ppm)，精度±0.2mg/l，最低流速：2.5cm/s

所述余氯检测装置20的检测范围：0.05-20ppm，最小流速：200～250ml/min，流通式流量不能小于30l/h。

所述浊度检测装置21的检测范围：0-40ntu，精度±5％fsr，水样流量：200～800ml/min；

所述电导率检测装置22的检测范围：k＝1.0；0-4ms/cm自来水监测；k＝10；0-20ms/cm。

所述可充电蓄电池24额定电压为10.8-13.2v。

工作原理：本实用新型通过mcu核心控制模块1控制水泵14对水源进行抽水，抽取的水流进入水槽15中，水温检测装置17、ph值检测装置18、电导率检测装置22分别开始检测水槽15中的水的水温、ph值与电导率，由于溶解氧检测装置19、余氯检测装置20、浊度检测装置21检测时对水流流速有所要求，所以通过mcu核心控制模块1控制水阀16的开度来调整水槽15中的水的流速，达到溶解氧检测装置19、余氯检测装置20、浊度检测装置21的检测需求流速时开始检测，水温检测装置17、ph值检测装置18、电导率检测装置22、溶解氧检测装置19、余氯检测装置20、浊度检测装置21检测到的模拟量输送到信号调理模块23中转化为数字量再传送到mcu核心控制模块1中进行分析处理，处理后的数据会通过通信模块2上传至后台供客户查询阅览，通信模块2包括有线和无线通信，首选使用5g通信模块7进行传输，5g信号无覆盖则可通过3g/4g/gprs通信模块8、lora通信模块9等无线通信模块进行上传，也可通过rs485通信接口10进行上传。供电装置5通过可充电蓄电池24或市电供电接口26为整个装置进行供电，可充电蓄电池24或市电供电接口26的电首先会通过稳压模块27将电压转换成装置所需的12v、5v和3.3v供电电压，然后对本实用新型进行供电，选用可充电蓄电池24进行供电时，太阳能充电装置25会对可充电蓄电池24进行充电，保证装置的电量供给。定位模块6可以定位地点，确定该水质数据具体是哪一点的数据。

本实用新型可安装在人迹罕至的自然保护区水源地、江河湖海任意岸边岛屿、自然取水地，也可安装在居民饮用水箱旁、工厂排水口附近，由于其具有无线传输和远程控制的特性，可以做到无人在线检测水质，且具备6个高精度水质参数传感器，检测参数全面，准确，可以满足各种场景的使用需求。系统支持自组网通讯，5g、lora等多种通讯模式，数据传输稳定可靠。

本实用新型系统成本低，部署灵活，维护简便，满足快速建立地表水在线检测装置的需求。针对目前水质量检测需要人员带设备到场采样，检测数据不全面的缺点进行了改善，提高工作效率，节约资源，减少人力成本，提高检测准确度。

本实用新型高效运用各种模块，实现地表水质在线检测功能，通过水质在线检测，实时监控各种水质情况，及时发现问题，及时治理问题，提高生产效率。

需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一种具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。