一种多参数水质智能监测装置的制作方法

本实用新型涉及水质监测的技术领域，尤其是一种多参数水质智能监测装置。

背景技术：

目前，在水产养殖、水质监测、鱼菜共生系统中常要依靠人工定时巡检或定期取样的方式进行检测，往往不能及时有效获知水质情况而造成经济损失。为了提高检测时效性又需要耗费大量人力进行巡检而造成资源浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种多参数水质智能监测装置，通过设置多种传感器，对水的ph值、溶氧率、电导率、氧化还原电位、温度进行测量，并由传感器信号调理电路单元对其参数进行采样、转换，再传输给32位低功耗mcu单元进行计算，当检测到各参数阈值超限后再通过nbiot无线模块的通信接口向监控平台实时上报并传输相关数据和告警状态。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种多参数水质智能监测装置，其特征在于：包括mcu单元、传感器信号调理电路单元以及直流降压电源电路单元，所述传感器信号调理电路的信号输入端连接有若干传感器、信号输出端同所述mcu单元相连接，所述直流降压电源电路单元的电源输入端连接dc12v输入单元，所述直流降压电源电路单元的电源输出端分别连接所述传感器信号调理电路单元以及所述mcu单元进行供电；所述mcu单元还连接有硬件rtc电路单元、oled显示电路单元、按键设置电路单元、nbiot无线模块单元、rs485通信电路单元。

所述mcu单元包括微控制器、复位电路和时钟电路，所述复位电路和所述时钟电路分别同所述微控制器连接。

所述传感器信号调理电路单元包括运算放大电路、信号保持电路和模数转换电路，所述信号保持电路分别同所述运算放大电路和所述模数转换电路相连接，所述模数转换电路同所述mcu单元相连接。

所述直流降压电源电路单元包括emc保护电路、反接保护电路、ldo电压芯片和储能滤波电容，所述emc保护电路和所述ldo电压芯片分别同所述反接保护电路相连接，所述储能滤波电容分别同所述ldo电压芯片、所述传感器信号调理电路和所述mcu单元相连接，所述直流降压电源电路由所述dc12v输入单元供电。

所述硬件rtc电路单元包括rtc芯片和晶振电路，所述rtc芯片分别同所述晶振电路和所述mcu单元相连接。

所述oled显示电路单元包括oled屏和驱动电路，所述驱动电路分别同所述oled屏和所述mcu单元相连接。

所述按键设置电路单元包括轻触开关和消抖电路，所述消抖电路分别同所述轻触开关和所述mcu单元相连接。

所述nbiot无线模块单元包括nbiot模组、电源管理控制电路和通信接口，所述nbiot模组通过所述通信接口同所述mcu单元相连接，所述电源管理控制电路与所述nbiot模组相连接。

所述rs485通信电路单元包括通信芯片和控制电路，所述控制电路分别同所述通信芯片和所述mcu单元相连接。

所述传感器包括ph传感器、溶氧率传感器、电导率传感器、氧化还原电位传感器和温度传感器，所述ph传感器、所述溶氧率传感器、所述电导率传感器、所述氧化还原电位传感器和所述温度传感器分别同所述传感器信号调理电路单元相连接。

本实用新型的优点是：设备集成度高，采用低功耗设计和dc12v供电方式，使用nbiot无线通信，具备ph值、溶氧率、电导率、氧化还原电位、水温自动实时监测与阈值超限报警功能，设备直接对接物联网管理平台，协助管理人员实时掌握水质状态和及时制定应对策略，保证监测的时效性和助力自动化生产；现场新建施工或利旧改造简单方便，从而大幅度降低施工成本，减少设备安装及后期巡检维护工作所需的大量人力。

附图说明

图1为本实用新型中多参数水质智能监测装置的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，图中标记1-14分别表示为:32位低功耗mcu单元1，传感器信号调理电路单元2，直流降压电源电路单元3，硬件rtc电路单元4，oled显示电路单元5，按键设置电路单元6，nbiot无线模块单元7，rs485通信电路单元8，dc12v输入单元9，ph传感器10，溶氧率传感器11，电导率传感器12，氧化还原电位传感器13，温度传感器14。

实施例：如图1所示，本实施例涉及一种多参数水质智能监测装置，其主要包括32位低功耗mcu单元1以及分别同32位低功耗mcu单元1相连接的传感器信号调理电路单元2、直流降压电源电路单元3、硬件rtc电路单元4、oled显示电路单元5、按键设置电路单元6、nbiot无线模块单元7、rs485通信电路单元8，直流降压电源电路单元3分别同传感器信号调理电路单元2和dc12v输入单元9相连接，传感器信号调理电路单元2同多种传感器相连接。dc12v输入单元9通过直流降压电源电路单元3对电流进行降压处理，为32位低功耗mcu单元1和传感器信号调理电路单元2供电，传感器对水的多项参数进行测量采集，并由传感器信号调理电路单元2对其参数进行采样、转换，再传输给32位低功耗mcu单元1进行计算，当检测到各参数阈值超限后再通过nbiot无线模块单元7的通信接口向监控平台实时上报并传输相关数据和告警状态，可以协助管理人员实时掌握水质状态和及时制定应对策略，保证监测的时效性和助力自动化生产。

直流降压电源电路3包括emc保护电路、反接保护电路、ldo电压芯片和储能滤波电容，emc保护电路和ldo电压芯片分别同反接保护电路相连接，储能滤波电容分别同ldo电压芯片、传感器信号调理电路2和32位低功耗mcu单元1相连接，直流降压电源电路3由dc12v输入单元9供电。emc保护电路实现emc防护，保护内部电路正常工作；反接保护电路实现电源极性反接保护；ldo电压芯片和储能滤波电容实现电压的转换和稳定输出，并为传感器信号调理电路2和32位低功耗mcu单元1等系统电路进行供电。

传感器信号调理电路单元2同多种传感器相连接，其中，传感器包括ph传感器10、溶氧率传感器11、电导率传感器12、氧化还原电位传感器13和温度传感器14，分别用于测量水的ph值、溶氧率、电导率、氧化还原电位和温度，实现水质参数的采集功能。传感器信号调理电路单元2包括运算放大电路、信号保持电路和模数转换电路，信号保持电路分别同运算放大电路和模数转换电路相连接，模数转换电路同32位低功耗mcu单元相连接，传感器信号调理电路单元2可对传感器采集到的参数进行采样和转换。

32位低功耗mcu单元1包括微控制器、复位电路和时钟电路，复位电路和时钟电路分别同微控制器连接，32位低功耗mcu单元1可对传感器信号调理电路单元2采集的参数进行计算。nbiot无线模块单元7包含nbiot模组、电源管理控制电路和通信接口，nbiot模组通过通信接口同32位低功耗mcu单元相连接，电源管理控制电路与nbiot模组相连接，当检测到各参数阈值超限后，通过nbiot无线模块单元7的通信接口向监控平台实时上报并传输相关数据和告警状态。

硬件rtc电路单元4包括rtc芯片和晶振电路，rtc芯片分别同晶振电路和32位低功耗mcu单元1相连接，为32位低功耗mcu单元1提供日期时间计量功能。oled显示电路单元5包括oled屏和驱动电路，驱动电路分别同oled屏和32位低功耗mcu单元1相连接，oled显示电路单元5和32位低功耗mcu单元1一起为用户提供本地界面展示功能。按键设置电路单元6包括轻触开关和消抖电路，消抖电路分别同轻触开关和32位低功耗mcu单元1相连接，按键设置电路单元6、oled显示电路单元5和32位低功耗mcu单元1一起为用户提供本地参数配置功能。rs485通信电路单元8包括通信芯片和控制电路，控制电路分别同通信芯片和32位低功耗mcu单元1相连接，以实现系统参数配置和本地通信功能。

综上所述，本实施例中的多参数水质智能监测装置，设备集成度高，采用低功耗设计和dc12v供电方式，使用nbiot无线通信，具备ph值、溶氧率、电导率、氧化还原电位、水温自动实时监测与阈值超限报警功能，设备直接上传数据到物联网管理平台，借助平台的数据分析能力协助管理人员实时掌握水质状态和及时制定应对策略，保证监测的时效性和助力自动化生产。现场新建施工或利旧改造简单方便，从而大幅度降低施工成本，减少设备安装及后期巡检维护工作所需的大量人力，适合在水产养殖、水质监测、鱼菜共生系统等相关水质监测领域规模化推广应用。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。