一种浴池水质自动调控系统的制作方法

本发明涉及一种水质监测系统，特别是一种浴池水质自动调控系统。

背景技术：

在冬天的时候，北方地区生活的人们会选择去浴池泡澡，但是人们往往会遇到水质方面的问题，比如温度过高，水质浑浊，大多数时候是通知澡堂的管理人员调控水质，这就造成了水质得不到及时更换的问题。还有人们检测水质只是凭借感官观察。也就是说，当水质已经低于标准时，人们感受不到的。所以，水质的更换不及时，也对人们的健康造成损害隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种浴池水质自动调控系统，具备对浴池水质自动调控，并拥有无线组网的等特性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了浴池水质自动调控系统，包括显示装置以及至少一个水质检测调控装置；水质检测调控装置包括水质检测调控装置电源管理装置、电磁阀、水泵、温度传感器、水质检测调控装置无线模块、水质检测调控装置mcu、浑浊传感器、继电器和水位传感器；显示装置包括显示装置电源管理装置、显示装置mcu、显示装置无线模块、外显示屏、内显示屏和驱动电路；水质检测调控装置mcu分别和浑浊传感器、继电器、水位传感器、水质检测调控装置无线模块、温度传感器相连；继电器分别和电磁阀、水泵连接；水质检测调控装置电源管理装置将输入的市电转化为为水质检测调控装置工作的两种电源电压；显示装置分别和显示装置无线模块、驱动电路相连；驱动电路分别和内显示屏、外显示屏相连；显示装置电源管理装置将输入的市电转化为为显示装置工作的两种电源电压；水质检测调控装置无线模块和显示装置无线模块通过无线通信连接。

采用无线模块进行组网，显示装置无线模块作为整个系统的主机，和水质检测调控装置无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测调控装置；模块化安装管理使操作更简便、维修更方便；无线模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4g无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远；显示装置的内显示屏和外显示屏大小为显示一个水质检测调控装置的曲线图，若水质检测调控装置有多个，显示装置进行循环显示，让人们不在担心池水的水质问题；同时具有自动更换浴池水的功能，当水质检测调控装置监测到水质不符合要求时，打开排水水泵和排水电磁阀，进行排水，排水到一定水位时，排水电磁阀和排水水泵关闭，打开进水电磁阀和进水水泵，对浴池池水进行补充，补充到一定水位时，关闭进水电磁阀和进水水泵；水质检测调控装置采用温度传感器、浑浊传感器进行水质的检测，所用探头都是防腐型，非常的可靠耐用。整个系统的mcu采用st公司单片机，此类单片机具有低功耗，处理速度快，超强抗干扰。

作为本发明的进一步限定方案，各装置的无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测调控装置、空气检测装置，模块化安装管理使操作更简便、维修更方便，无线模块为2.4g无线传输模块，具有传输性价比高、传输距离远、低功耗的优点。

作为本发明的进一步限定方案，温度传感器为带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻，可以精确的监测到水温

作为本发明的进一步限定方案，水位传感器用于监测池水水位是否到位，在换水过程起到控制水泵和电磁阀的作用。

作为本发明的进一步限定方案，水泵分别是进水水泵和排水水泵，电磁阀分别是进水电磁阀和排水电磁阀，在系统中起到换水的作用。

作为本发明的进一步限定方案，该系统的显示装置，外显示屏安装在浴池入口，内显示屏安装在浴池内，将水质情况公开于众，让人们不在担心池水的水质问题。

作为本发明的进一步限定方案，水质检测调控装置的水质检测调控装置电源管理装置采用高压注胶的技术，防止和池水进行接触，发生触电的情况。

作为本发明的进一步限定方案，水质检测调控装置设有用于安装水质检测调控装置电源管理装置注胶部分、水质检测调控装置无线模块、水质检测调控装置mcu、浑浊传感器控制板、继电器、水位传感器的外壳，外壳留有使电磁阀、水泵连线、温度传感器、浑浊传感器探头、水位传感器接线的接口，对接口进行密封处理，整个装置进行防水措施，保证外壳内部进不来池水，从而使系统正常运行。

作为本发明的进一步限定方案，显示装置的内显示屏、外显示屏为led点阵屏，系统的数据通过led显示屏进行显示，内显示屏和外显示屏的驱动电路设在每一块点阵屏的背后。

作为本发明的进一步限定方案，显示装置的内、外显示led屏大小为显示水质检测调控装置的曲线图，若水质检测调控装置有多个，显示装置进行循环显示。

作为本发明的进一步限定方案，显示装置电源管理装置提供多种不同的电压，一种是供控制核心工作的电压，另一种是供显示部分正常显示的电压，并且设有安装显示装置无线模块、显示装置mcu的外壳。

作为本发明的进一步限定方案，显示装置的外壳上方具有led驱动电路的排线出口。

本发明的有益效果在于：(1)采用无线模块进行组网，显示装置无线模块作为整个系统的主机，和水质检测调控装置无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测调控装置；模块化安装管理使操作更简便、维修更方便。(2)无线模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4g无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远。(3)显示装置的内显示屏和外显示屏大小为显示一个水质检测调控装置的曲线图，若水质检测调控装置有多个，显示装置进行循环显示，让人们不在担心池水的水质问题。(4)同时具有自动更换浴池水的功能，当水质检测调控装置监测到水质不符合要求时，打开排水水泵和排水电磁阀，进行排水，排水到一定水位时，排水电磁阀和排水水泵关闭，打开进水电磁阀和进水水泵，对浴池池水进行补充，补充到一定水位时，关闭进水电磁阀和进水水泵。(5)水质检测调控装置采用温度传感器、浑浊传感器进行水质的检测，所用探头都是防腐型，非常的可靠耐用。(6)整个系统的mcu采用st公司单片机，此类单片机具有低功耗，处理速度快，超强抗干扰。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的水质检测调控装置mcu、显示装置mcu最小系统电路图。

图3为本发明的部分电源管理装置电路图。

图4为本发明的浑浊传感器电路图。

图5为本发明的无线模块电路图。

图6为本发明的继电器电路图。

图7为本发明的温度传感器电路图。

图8为本发明的显示装置结构图。

图9为本发明的水质检测调控装置结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用浴池水质自动调控系统包括：显示装置以及至少一个水质检测调控装置。

其中，水质检测调控装置包括水质检测调控装置电源管理装置、电磁阀、水泵、温度传感器、水质检测调控装置无线模块、水质检测调控装置mcu、浑浊传感器、继电器和水位传感器；显示装置包括显示装置电源管理装置、显示装置mcu、显示装置无线模块、外显示屏、内显示屏和驱动电路；水质检测调控装置mcu分别和浑浊传感器、继电器、水位传感器、水质检测调控装置无线模块、温度传感器相连；继电器分别和电磁阀、水泵连接；水质检测调控装置电源管理装置将输入的市电转化为为水质检测调控装置工作的两种电源电压；显示装置分别和显示装置无线模块、驱动电路相连；驱动电路分别和内显示屏、外显示屏相连；显示装置电源管理装置将输入的市电转化为为显示装置工作的两种电源电压；水质检测调控装置无线模块和显示装置无线模块通过无线通信连接。各装置的无线模块组成无线传输网，可以直接在原来装置的基础上进行增减水质检测调控装置；模块化安装管理使操作更简便、维修更方便。温度传感器为带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻，可以精确的监测到水温水位传感器用于监测池水水位是否到位，在换水过程起到控制水泵和电磁阀的作用。水泵分别是进水水泵和排水水泵，电磁阀分别是进水电磁阀和排水电磁阀，在系统中起到换水的作用。该系统的显示装置，外显示屏安装在浴池入口，内显示屏安装在浴池内，将水质情况公开于众，让人们不在担心池水的水质问题。水质检测调控装置的水质检测调控装置电源管理装置采用高压注胶的技术，防止和池水进行接触，发生触电的情况。水质检测调控装置设有用于安装水质检测调控装置电源管理装置注胶部分、水质检测调控装置无线模块、水质检测调控装置mcu、浑浊传感器控制板、继电器、水位传感器的外壳，外壳留有使电磁阀、水泵连线、温度传感器、浑浊传感器探头、水位传感器接线的接口，对接口进行密封处理，整个装置进行防水措施，保证外壳内部进不来池水，从而使系统正常运行。显示装置的内显示屏、外显示屏为led点阵屏，系统的数据通过led显示屏进行显示，内显示屏和外显示屏的驱动电路设在每一块点阵屏的背后。显示装置的内、外显示led屏大小为显示水质检测调控装置的曲线图，若水质检测调控装置有多个，显示装置进行循环显示。显示装置电源管理装置提供多种不同的电压，一种是供控制核心工作的电压，另一种是供显示部分正常显示的电压，并且设有安装显示装置无线模块、显示装置mcu的外壳。显示装置的外壳上方具有led驱动电路的排线出口。

水质检测调控装置mcu、显示装置mcu最小系统电路图如图2所示，mcu最小系统包括电源(3.3v)、单片机(stm8sxxxx)、时钟电路c6、c8和y2、复位电路r9和c11。对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。单片机时钟系统中都有晶振，在单片机最小系统里，晶振作用非常大，全名叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。电路拥有上电复位部分：stm8系列单片及为低电平复位，通常在复位引脚nrst上连接一个电容c14到gnd，再连接一个电阻r13到vcc，由此形成一个rc充放电回路保证单片机在上电时nrst脚上有足够时间的低电平进行复位，随后回归到高电平进入正常工作状态。

部分电源管理装置电路图如图3所示，市电通过电源模块hi-linku2，将输入的市电转化为5v直流电，通过c1、c2电容进行滤波，在通过ldo(lm317)进行降压，转化为3.3v的直流电，通过c3、c4进行滤除杂波。

浑浊传感器电路图如图4所示，将采集到的模拟值传输给mcu进行处理。

如图5所示，为无线模块电路图，采用凌承芯公司的超低功耗2.4g无线模块，使用spi总线(msio、mosi、sck、nss)和单片机进行通信，视距15km，城市环境3km，穿透力强。reset管脚主要是复位无线模块，低电平有效，高电平运行，注意这个管脚一般是在初始化的时候进行操作，初始化操作成功后就严禁使用此管脚，要保持rest管脚的高电平，无线模块有6个普通的gpio，这里我们不需要使用，所以不需要连接，ant管脚适用于接外置天线的，可以使用弹簧天线，体积较小，安装简单。

继电器电路图如图6所示，k1为继电器，由于单片机io口驱动电流不够，为了增强电路的稳定性，通过两个三极管驱动电路，来驱动继电器，在继电器并联一个续流二极管(d1)，它在电路中一般用来保护具有线圈的元件不被感应电动势反向击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

温度传感器如图7所示，热电阻测温(pt100)是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。通常将其放在电桥的桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器lm358的输入端，经过仪器放大器放大后的电压输出送给单片机进行a/d转化，从而把热电阻的阻值转换成数字量。

显示装置结构图如图8所示，市电通过显示装置壳体4的电源入口1进入到显示装置电源管理装置进行降压，显示装置mcu和驱动电路通过排线连接，排线从壳体4的排线槽3走线，为了保证信号传输的稳定，使显示装置无线模块天线露出壳体，防止封闭的空间削弱显示装置无线模块的信号。

水质检测调控装置如图9所示，电源从电源入口5进入壳体内部，圆柱形为注胶部分，若设备工作正常，则电源指示灯6会亮出表示“工作正常”的指示灯，温度传感器的探头通过水质检测调控装置壳体b的温度传感器通道7进行走线，浑浊传感器的探头通过水质检测调控装置壳体b的浑浊传感器通道8进行走线，水位传感器的探头通过水质检测调控装置壳体b的水位传感器通道9进行走线，例如控制水泵舵机等信号线通过其他信号通道a进行走线，信号线所有通道7、8、9、a也全部进行注胶等防进水措施。

为了准确的检测水的温度，温度传感器使用市面上带有螺纹探头式的不锈钢防水铂电阻，防腐耐用，当温度传感器在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线

显示装置无线模块和水质检测调控装置无线模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4g无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远。

显示装置、水质检测调控装置的mcu都采用st意法半导体公司的stm8，是针对工业应用和消费电子开发而推出的8位单片机，此类单片机永远打开的低功耗上电和掉电复位，外设的时钟可单独关闭，具有低功耗，处理速度快，超强抗干扰。

本发明的游泳馆环境实时监测系统在工作时，水质检测调控装置中的水质检测调控装置mcu依次读取浑浊传感器、温度传感器的数据，经过水质检测调控装置mcu处理，分析数据，控制继电器实施进水口和出水口电磁阀充放水，将水质调控在正常范围内，同时通过水质检测调控装置无线模块发送到显示装置无线模块，显示装置无线模块接收数据，将数据传递到显示装置mcu进行解析，显示装置mcu根据解析出的数据，通过驱动电路进行内显示屏和外显示屏的进行显示。显示装置的内显示屏和外显示屏大小为显示水质检测调控装置实时的水质情况曲线图，若水质检测调控装置有多个，显示装置进行循环显示。