一种水质监测系统的制作方法

本发明涉及水质监测技术领域，特别是涉及一种水质监测系统。

背景技术：

近年来，随着我国经济建设的快速发展，环境污染问题越来越严重，尤其是是污水对环境的破坏，已经引起全社会群众的关注。污水主要是由人类活动产生的污染物造成，它包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。人类生产活动造成的水体污染中，工业引起的水体污染最严重。如：工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。

目前污水主要由污水处理厂进行处理，在对污水处理过程中，监测采集点监测污水水质环节尤为重要，监测污水水质主要是监测水质中氧化还原电位(orp)和氢离子浓度指数(ph)以及当时环境温度和水质温度，采集监测出的综合数据用来判断污水的污染程度，然后经过上位机分析比较，再对污水进行合理的处理。

在对水质数据解析时，通常需要多种水质数据综合进行判断，现有技术中，通常是一个采集装置连接一个主控芯片，例如需要三种水质数据时就需要将三个采集装置与三个主控芯片连接，例如，orp探头、ph探头或温度传感器，三个主控芯片对数据进行解析再与上位机通信连接实现将三种水质数据传输至上位机进行分析。由此可见，该种方式需要多个主控芯片，导致水质监测系统体积较大，成本增加，不利于小型化发展。

因此，如何实现水质监测系统的小型化发展，降低成本是本领域技术人员亟待解决地问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水质监测系统，用于实现水质监测系统的小型化发展，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水质监测系统，包括：

采集装置，用于采集至少两种水质数据；

与所述采集装置连接的主控芯片，用于轮询控制所述采集装置进行采集，当接收到所述水质数据时，将所述水质数据与采集对象的对应关系发送至与其连接的上位机；

所述上位机，用于接收所述水质数据与所述采集对象的对应关系，并按照预先设定的分析算法进行综合分析以得出水质处理的结果。

优选地，所述采集装置包括采集模块、信号切换电路和a/d转换电路；

其中，所述采集模块用于采集所述水质数据；

所述信号切换电路与所述主控芯片连接，用于在接收到所述主控芯片发送的切换指令时将对应的采集模块的水质数据发送至所述a/d转换电路；

所述a/d转换电路，用于对接收到的水质数据进行模数转换，并发送至所述主控芯片。

优选地，所述采集模块具体包括orp探头、ph探头或温度传感器中的至少两个。

优选地，还包括与所述主控芯片连接，用于显示所述水质数据的显示装置。

优选地，所述显示装置包括数码管显示电路和led显示电路。

优选地，还包括与所述主控芯片连接的按键电路和与所述按键电路连接的按键装置，用于对所述主控芯片进行功能设置。

优选地，还包括与所述主控芯片和所述上位机连接，用于所述上位机调试所述主控芯片工作参数的调试装置。

优选地，所述主控芯片还用于判断所述水质数据是否超过阈值，则相应地还包括与所述主控芯片连接，用于当所述主控芯片判断所述水质数据超过阈值时进行警报提示的警报装置；

其中，所述工作参数包括所述阈值。

优选地，还包括与所述主控芯片连接，用于复位所述主控芯片的复位电路。

优选地，所述主控芯片与所述上位机具体通过rs485通信总线连接。

本发明所提供的一种水质监测系统，在水质监测过程中，主控芯片轮询控制采集装置进行水质数据的采集，然后将接收到的水质数据和该水质数据与采集对象的对应关系发送至上位机，上位机接收到多种水质数据与对应的采集对象后，进行综合分析，得出处理结果。该系统与现有技术相比，当需要对多种采集对象进行数据采集时，监测系统只需一个主控芯片，即可完成对不同种水质数据的解析，因此，实现水质监测系统的小型化发展，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种水质监测系统的结构图；

图2为本发明实施例所提供的另一种水质监测系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种水质监测系统，在该系统中，主控芯片对采集装置采集的水质数据进行解析，判断出水质数据对应的采集对象，然后将水质数据与采集对象的对应关系发送给上位机，上位机接收到水质数据与采集对象的对应关系后，对水质进行综合的分析，得出处理结果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

图1为本实施例所提供的一种水质监测系统的结构图。如图1所示，水质监测系统，包括：

采集装置20，用于采集至少两种水质数据。

在具体实施时，采集装置20受控于主控芯片21，当接收到主控芯片21的采集指令时才进行数据采集。采集装置20可以包含相同种类的采集设备，也可以包含不同种类的采集设备，例如包含了2个orp探头、2个ph探头和1个温度传感器。这里的orp探头、ph探头和温度传感器均为采集设备。两个orp探头同时采集当前水质的orp数据，ph探头同时采集当前水质的ph数据，温度传感器采集当前水质的温度数据。

采集装置20接收到主控芯片21的采集指令时，将对应的水质数据反馈给主控芯片21。

与采集装置20连接的主控芯片21，用于轮询控制采集装置20进行采集，当接收到水质数据时，将水质数据与采集对象的对应关系发送至与其连接的上位机22。

在具体实施时，主控芯片21接收采集装置20反馈的水质数据后，将该水质数据与对应的采集对象的对应关系发送给上位机22。可以理解的是，主控芯片21在不同的时间会采集不同种类的水质数据，如果不将水质数据及其对应关系发送给上位机，而是只将水质数据发送给上位机的话，上位机无法知悉该水质数据为何种数据，采用何种分析算法。主控芯片21根据实际需求，控制采集装置20采集多种水质数据，这样上位机22就可以得到多种水质数据，以便进行水质分析。

可以理解的是，主控芯片轮询控制可以为周期性地控制，或者按照设定的控制策略，本实施例不再赘述。如果为周期性控制，则可以每隔10分钟切换一种采集对象。

上位机22，用于接收水质数据与采集对象的对应关系，并按照预先设定的分析算法进行综合分析以得出水质处理的结果。

在具体实施时，上位机22可以实时接收主控芯片21发送的水质数据与采集对象的对应关系，为了降低消耗，延长上位机的使用寿命，上位机也22可以周期性接收主控芯片21发送的水质数据与采集对象的对应关系。例如：每10分钟自动接收一次上位机21发送的水质数据与采集对象的对应关系，上位机22在接收到主控芯片21发送的全部水质数据与采集对象的对应关系后，上位机根据预先设定的分析算法进行综合分析以得出水质处理的结果。之一上位机如何进行计算可以采用现有的计算方式，本实施例不再赘述。

上位机22可以通过网络将水质数据发送到监测主站，监测主站在利用无线网络，如cdma网络将监测信息实时提供给用户查看。

在本发明实施例提供的水质监测系统，在水质监测过程中，主控芯片轮询控制采集装置进行水质数据的采集，然后将接收到的水质数据和该水质数据与采集对象的对应关系发送至上位机，上位机接收到多种水质数据与对应的采集对象后，进行综合分析，得出处理结果。该系统与现有技术相比，当需要对多种采集对象进行数据采集时，监测系统只需一个主控芯片，即可完成对不同种水质数据的解析，因此，实现水质监测系统的小型化发展，降低成本。

可以理解的是，主控芯片21可以采用现有技术中的芯片，如主控芯片21型号是stm32f103rbt6的芯片。作为一种优选地实施方式，主控芯片21与上位机22具体通过rs485通信总线连接。

实施例二

图2为本发明实施例体的另一种水质监测系统的结构图。如图2所示，在实施例一的基础上，采集装置20包括采集模块200、信号切换电路201和a/d转换电路202。

其中，采集模块200用于采集水质数据；

信号切换电路201与主控芯片连接，用于在接收到主控芯片发送的切换指令时将对应的采集模块200的水质数据发送至a/d转换电路202；

a/d转换电路202，用于对接收到的水质数据进行模数转换，并发送至主控芯片21。

其中，采集模块200包括至少两个采集设备分别采集至少两个水质数据，这里的采集设备可以为同一种或者不同种。采集模块具体包括orp探头、ph探头或温度传感器中的至少两个。

在具体实施中，信号切换电路201与采集模块200中的各个采集设备的输出端连接，当信号切换电路201接收到主控芯片21发送的采集指令后，控制对应的采集设备将数据发送至a/d转换电路202。由于采集设备采集的水质数据为模拟信号，为了便于主控芯片21能够识别，因此，通过a/d转换电路202实现模拟信号与数字信号的转换。由于a/d转换电路202较为常见，本实施例不再赘述。

为了能够直观查看采集的水质数据，本发明所提供的一种水质监测系统还包括和主控芯片21连接，用于显示水质数据的显示装置23。主控芯片21在接收到a/d转换电路202的数字信号后，将该数字信号传输至显示装置23以进行显示。可以理解的是，显示装置23并不是显示数字信号本身，而是显示数字信号对应的具体内容，例如，如果是温度，则显示温度数值。

作为优选地实施方式，显示装置23包括数码管显示电路230和led显示电路231。

在一种具体的实施方式中，如果采集模块200包括了2个orp探头、2个ph探头和一个温度传感器，则可以设置数码管显示电路230的数量为2组，每组中包括4个数码管，以及led显示电路231包括6个led灯。

具体显示过程为：数码管显示电路230中的第一组dpy1和led显示电路231中的led1～led3为显示orp1、orp2和温度数据，其中led1代表orp1，led3代表orp2，led2代表正负号，led1和led3都不显示时，代表温度，dpy1显示对应的数据。例如，主控芯片21将数据传输到数码管显示电路230和led显示电路231后，led显示电路231中的led4亮起，数码管显示电路230中的第二组dpy2显示5.2，则代表当前水质的ph1值为5.2。

数码管显示电路230中的第二组dpy2和led显示电路231中的led4～led6为显示ph1和ph2数据，其中led4代表ph1，led6代表ph2，led4和led6都不显示时暂为空，第二组dpy2显示对应的数据。

主控芯片21轮循控制采集装置采集数据，然后将数据传输给数码管显示电路230和led显示电路231使之实时显示。

可以理解的是，通过设置2个orp探头、2个ph探头既可以起到冗余的作用而且还可以及时检测采集到的额数据是否出现异常。例如两个同功能探头采集的数据之差明显较大时，表明探头可能出现故障，维护人员能够及时发现并进行维护，保证采集装置采集水质数据的准确性。

在本发明实施例中，增加显示装置，当主控芯片将数据传输到数码管显示电路和led显示电路后，显示装置可以实时显示当前的监测数据值，方便了工作人员查看监测的数据值，了解当前的水质情况。

为了方便工作人员手动设置主控芯片21的功能，本发明所提供的一种水质监测系统还包括与主控芯片21连接的按键电路24和与按键电路24连接的按键装置25，用于对主控芯片21进行功能设置。

其中，按键装置25可以包括4个按键，按键电路24与主控芯片21的功能设置引脚连接，通过不同的按键分别对主控芯片21进行功能设置。由于现有技术中，此类按键电路24为本领域技术人员熟知的技术，因此，本实施例不再赘述。

在具体实施时，工作人员通过操作上述的四个按键实现对主控芯片21不同功能的设置，例如：工作人员触动功能设置按键，表示对主控芯片21的功能进行设置，触动功能选择按键，表示确定所选择的功能，如确定选择查看探头校准值功能，则主控芯片通过显示装置显示探头校准值，当校准值不准确时，工作人员通过触动调节大小按键，对校准值进行调节，调节完毕，触动确认操作按键，完成对校准值的调节。

在本发明实施例中，通过增加按键装置和按键电路，工作人员可以手动设置主控芯片，实现主控芯片不同功能的切换，以便于工作人员现场对水质监测系统进行设置，保证水质监测系统正常运行。

本发明所提供的水质监测系统还包括与主控芯片21和上位机22连接，用于上位机22调试主控芯片21工作参数的调试装置26。

其中，调试装置26中包含调试电路，与主控芯片21连接，上位机22通过对调试电路进行控制，从而控制主控芯片21的工作参数。

在上述实施例的基础上，主控芯片21还用于判断水质数据是否超过阈值，则相应地还包括与主控芯片21连接，用于当主控芯片21判断水质数据超过阈值时进行警报提示的警报装置27；其中，工作参数包括阈值。

例如，通过调试装置26设置主控芯片21的阈值。该阈值可以为一个或多个。当采集到的水质数据，例如orp数据或ph数据超出设定的阈值时，则主控芯片21立即向警报装置27发出警报信号。警报装置27接收到警报信号后，发出警报，其中警报方式可以为输出语音提示或灯光提示，本实施例不做具体限定。

在具体实施中，主控芯片可以通过继电器控制警报装置进行警报提示，本实施例不再赘述。

在本发明实施例中，警报装置，在采集的数据超出阈值时，警报装置可以立即发出警报，提醒工作人员立即做出处理，保证实时合理的对污水进行处理。

本发明所提供的水质监测系统，还包括和主控芯片21连接，用于复位主控芯片21的复位电路28。

由于复位电路28为本领域技术人员熟知的技术，因此具体电路结构不再赘述。在具体实施时，复位电路28通过3.3v的电源电压降压后，控制主控芯片21中的reset引脚供电，使主控芯片21初始化，达到系统复位的效果。

以上对本发明所提供的一种水质监测系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。