一种船载远程多参数水质测量装置的制作方法

本实用新型涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种船载远程多参数水质测量装置。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对生活环境的关注度越来越高，但环境问题却随着经济的高速发展日渐突出，尤其是水环境的恶化对经济发展产生了严重的影响和制约。目前水环境保护已经上升到国家战略发展的高度，因此实现水质参数的远程自动化监测对于水环境的保护具有重要意义。

常用的水质参数包括pH值、温度、溶解氧、电导率等，针对河流的水质监测，一般有如下两种方法：一种是人工取水进行实验室水质化验分析，这种方法精度较高但人工取水较为麻烦；另一种是采用便携式多参数水质监测装置到河流现场进行在线水质监测，这种方法相比前一种方法实施简单便捷，但仍需用户携带装置到河流现场进行人工手动采样，也无法自动实现整条河流的水质监测。

中国专利申请公开说明书CN205664866U公开了一种船载的海洋水质数据采集系统，包括主控制器、水质传感器、无线通信模块、GPS模块和电源模块，所述的主控制器、无线通信模块、GPS模块和电源模块设置在船体上，水质传感器设置在船体底部的表面上，其中水质传感器的输出端、无线通信模块的输入端、GPS模块的输入端、输出端与主控器电连接，电源模块向主控制器、水质传感器、无线通信模块、GPS模块供电，水质传感器用于采集海水的水质数据。利用该系统装置可以实现整条河流的自动化水质监测，但水质监测探头在检测过程中要求水的流速不能太高，而船与水流的相对运动会导致水质监测探头处于较高的水流速度，导致检测精度下降。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种能够改善水流速度影响水质监测探头的检测结果的船载远程多参数水质测量装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种船载远程多参数水质测量装置，包括主控制器、水质采样模块、水质分析模块、定位模块和用户终端； 所述主控制器与水质采样模块、水质分析模块和定位模块连接并对所连接的各模块进行控制，所述主控制器与用户终端进行通信；所述水质分析模块用于检测水质；所述定位模块用于对水质采样的位置进行定位；所述用户终端用于发送水质检测命令以及接收水质检测信息；所述水质采样模块包括水泵、水箱和水泵控制电路，所述水泵控制电路与主控制器连接，所述水质分析模块的探头设置于所述水箱，所述水箱侧壁设有用于检测水位的上水位开关和下水位开关，所述上水位开关与下水位开关与主控制器连接；所述水箱开设有出水口，所述水泵一端通过软管与水箱出水口连通，另一端通过软管与河流水连通。

通过采用上述技术方案，使用水泵将河流水抽到水箱进行检测，避免水流速度对水质检测探头的影响，可以获得更高的检测精度。

进一步设置为：所述水泵为蠕动泵。

通过采用上述技术方案，流经蠕动泵的河流水与泵体不直接接触，可以防止泵体污染到采样的河流水，同时蠕动泵具有较高的控制精度。

进一步设置为：所述水泵控制电路正反转逻辑控制电路和全桥驱动电路。

通过采用上述技术方案，正反转逻辑控制电路和全桥驱动电路可以实现蠕动泵进行正向抽水和反向放水的功能。

进一步设置：所述定位模块包括GPS/北斗/伽利略定位电路。

通过采用上述技术方案，使用卫星定位系统对水质采样地点进行定位，通过定位模块与主控制器的通信对每次采样的地点及时间进行记录。

进一步设置为：所述水质分析模块包括电导率检测单元、pH值检测单元、溶解氧/温度检测单元。

通过采用上述技术方案，可以检测河流的电导率、pH值、溶解氧、水温，如有需要还可以增加其他检测单元满足检测更多参数的需求。

进一步设置为：所述用户终端包括具备无线通信功能的云终端机和具备蓝牙通信功能的手持设备。

通过采用上述技术方案，用户既可以通过云终端机与主控制器进行远距离通信，也可以用手持设备与主控制器进行近距离通信。

进一步设置为：所述主控制器为低功耗蓝牙处理器，所述手持设备与低功耗蓝牙处理器进行蓝牙通信。

通过采用上述技术方案，降低主控制器的功耗，使其在相同的电量下工作时间更持久，更适合野外长距离、长时间检测工作，同时具备与手持设备进行蓝牙通信的功能。

进一步设置为：所述低功耗蓝牙处理器连接有远程通信模块，所述云终端机通过远程通信模块与主控制器进行无线通信。

通过上述设置，方便用户在远处发送水质检测命令，不必到达检测现场。

进一步设置为：所述远程通信模块为NB-IoT通信模块。

通过采用上述技术方案，NB-IoT通信方式具备低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势。

附图说明

图1为本实施例的电路结构示意图；

图2为本实施例的水泵控制电路的电路原理图；

图3为本实施例的电压转换电路的电路原理图；

图4为本实施例的 电导信号调理电路的电路原理图；

图5为本实施例的pH值信号调理电路的电路原理图；

图6为本实施例的溶解氧/温度信号调理电路的电路原理图；

图7为本实施例的GPS/北斗/伽利略定位电路的电路原理图；

图8为本实施例的低功耗蓝牙处理器电路的电路原理图；

图中：1、水箱；2、上水位开关；3、下水位开关；4、电池；5、水泵；501、软管；6、水泵控制电路；7、电导探头；8、pH值探头；9、溶解氧/温度探头；10、电压转换电路；11、电导信号调理电路；12、pH值信号调理电路；13、溶解氧/温度信号调理电路；14、GPS/北斗/伽利略定位电路；15、低功耗蓝牙处理器电路；16 、NB-IoT通信模块；17、远程云平台；18、手持设备。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，本实用新型提供一种船载远程多参数水质测量装置，包括电源、电压转换电路10、主控制器、水质分析模块、定位模块、远程通信模块、手持设备18、远程云平台17和水质采样模块。电源和电压转换电路10给主控制器和各个模块提供工作适配的电压。主控制器与水质采样模块、水质分析模块、定位模块、远程通信模块连接对并对所连接的各模块进行控制，所述主控制器与手持设备18进行通信；定位模块用于对水质采样的位置进行定位。

所述的主控制器为低功耗蓝牙处理器电路15；所述的远程通信模块为NB-IoT通信模块16 ；所述的定位模块为GPS/北斗/伽利略定位电路14。

所述水质分析模块包括电导率检测单元、pH值检测单元、溶解氧/温度检测单元，其中电导率检测单元包括电导探头7和电导信号调理电路11；pH值检测单元包括pH值探头8和pH值信号调理电路12；溶解氧/温度检测单元包括溶解氧/温度探头9和溶解氧/温度信号调理电路13。

所述的水质采样模块包括水泵5、水箱1和水泵5控制电路，所述水泵5控制电路与主控制器连接，所述水质分析模块的探头置于所述水箱1，所述水箱1侧壁设有用于检测水位的上水位开关2和下水位开关3，所述上水位开关2与下水位开关3与主控制器连接；所述水箱1开设有出水口，所述水泵5一端通过软管501与水箱1出水口连通，另一端通过软管501与河流水连通。

具体的，水箱1采用塑料便携式水箱；上水位开关2和下水位开关3分别安装在水箱1侧壁上，其输出信号与低功耗蓝牙处理器电路15的GPIO端口连接用于检测水位；其中，上水位开关2用于在抽水时检测水位是否已满，下水位开关3用于在放水时检测水位是否已放空；上水位开关2和下水位开关3均采用伊莱科电气有限公司的EP-C5鸭嘴式塑料小浮球侧装水位开关。

所述的电源为电池4，电池4采用包括12V 12AH铅酸蓄电池、18V 20W单晶太阳能板及配套太阳能控制器的太阳能发电蓄电池；其电源输出分别与水泵控制电路6和电压转换电路10的电源输入端连接。

水泵5为可正向抽水和反向放水的蠕动泵，其一端通过配套软管501与水箱1侧壁的出水口连接，另一端通过配套软管501与防浮沉接头放入河流水中；水泵5的直流有刷电机的两个电源输入端与水泵控制电路6的输出端连接，通过电机的正反转实现正向抽水和反向放水功能；水泵5采用卡川尔流体科技(上海)有限公司型号为KDS-FE-2-N17R的微型蠕动泵。

水泵控制电路6的电源输入端与电池4的电源输出端连接，信号输入端与低功耗蓝牙处理器电路15的GPIO端口连接，输出端与水泵5直流有刷电机的电源输入端连接；其中，信号输入端接收低功耗蓝牙处理器电路15的GPIO端口的电平信号改变输出端电压的方向，控制水泵5直流有刷电机的正反转实现水泵5抽水与放水的功能。

电导探头7的检测端伸入水箱1的水中，用于检测水的电导率，其信号输出端与电导信号调理电路11的信号输入端连接；电导探头7采用上海仪电科学仪器股份有限公司型号为DJS-1C的电导电极。

pH值探头8的检测端伸入水箱1的水中，用于检测水的pH值，其信号输出端与pH值信号调理电路12的信号输入端连接；pH值探头8采用上海仪电科学仪器股份有限公司型号为E-201-C的pH值电极。

溶解氧/温度检测单元可以整合在一起。溶解氧/温度探头9的检测端伸入水箱1的水中，用于检测水的溶解氧浓度和水温，其信号输出端与溶解氧/温度信号调理电路13的信号输入端连接；溶解氧/温度探头9采用上海仪电科学仪器股份有限公司型号为DO-957的溶解氧/温度电极。

电压转换电路10用于将电池4提供的12V的电压转换成+5V、-5V和+3V电压，其电源输入端与电池4的电源输出端连接，其输出的±5V电压与电导信号调理电路11的电源输入端连接，+5V电压与pH值信号调理电路12、溶解氧/温度信号调理电路13的电源输入端连接，+3V电压与GPS/北斗/伽利略定位电路14、低功耗蓝牙处理器电路15、NB-IOT通信模块16的电源输入端连接。

电导信号调理电路11用于将电导探头7检测的电导率信号转换成电压输出信号，其信号输入端与电导探头7的信号输出端连接，其信号输出端与低功耗蓝牙处理器电路15的AD采样输入端口连接。

pH值信号调理电路12用于将pH值探头8检测的pH值信号转换成电压输出信号，其信号输入端与pH值探头8的信号输出端连接，其信号输出端与低功耗蓝牙处理器电路15的AD采样输入端口连接；

溶解氧/温度信号调理电路13用于将溶解氧/温度探头9检测的溶解氧浓度和温度信号转换成电压输出信号，其信号输入端与溶解氧/温度探头9的信号输出端连接，其信号输出端与低功耗蓝牙处理器电路15的AD采样输入端口连接。

GPS/北斗/伽利略定位电路14用于定位本装置所处的位置，其电源输入端与电压转换电路10的+3V输出端连接，其通信端口与低功耗蓝牙处理器电路15的UART1通信端口连接。

低功耗蓝牙处理器电路15由低功耗蓝牙处理器芯片及其外围电路、AD转换芯片及其外围电路、Flash存储器芯片及其外围电路组成，其AD输入端分别与电导信号调理电路11、pH值信号调理电路12、溶解氧/温度信号调理电路13的电压输出端相连，其GPIO输出端与水泵控制电路6的信号输入端连接，其GPIO输入端与上水位开关2、下水位开关3的开关信号输出端连接，其UART1、UART2通信端口分别与GPS/北斗/伽利略定位电路14和NB-IoT通信模块16连接。其中，所述低功耗蓝牙处理芯片采用的型号为Dialog公司QFN40封装的DA14580芯片；所述AD转换芯片采用TI公司型号为ADS1018的12位ADC；所述Flash存储器芯片采用的型号为华邦公司的W25X20CL串行式NOR闪存芯片。

NB-IoT通信模块16包括NB-IoT透传模块及相应的外围电路，其中NB-IoT透传模块采用上海稳恒电子科技有限公司型号为WH-NB73-B5SA的NB-IoT模块。

使用时，船载远程多参数水质测量装置通过低功耗蓝牙通信方式或NB-IoT无线网络通信方式接收来自手持设备或远程云平台的检测命令；通过控制低功耗蓝牙处理器电路15使水泵5排出水箱中的水，同时检测通过下水位开关3判断水箱中的水是否已排完；再通过控制低功耗蓝牙处理器电路15水泵5将河流中的水抽取到水箱中，直至上水位开关2检测到水箱已蓄满；低功耗蓝牙处理器电路15通过通信接口接收GPS/北斗/伽利略定位电路14所定位到的位置；低功耗蓝牙处理器电路15启动AD转换对电导信号调理电路11、pH值信号调理电路12、溶解氧/温度信号调理电路13的电压输出进行AD转换并换算成对应的电导率、pH值、溶解氧浓度、水温等参数；通过NB-IoT通信模块16的NB-IoT 无线网络通信方式将检测开始位置、检测开始时间、检测结束位置、检测结束时间、以及检测的电导率、PH值、溶解氧浓度、水温传输至远程云平台17；如果连接有手持设备18，则通过低功耗蓝牙通信将检测开始位置、检测开始时间、检测结束位置、检测结束时间、以及检测的电导率、PH值、溶解氧浓度、水温传输至手持设备18；当接收到来自手持设备18或远程云平台17的停止水质检测命令时，水泵5停止水质检测并将水箱中水排空，等待下一次开始水质检测的命令。

具体的，参考图2，水泵控制电路6由电源输入接口601、线性稳压电路602、控制信号输入接口603、正反转逻辑控制电路604、H全桥驱动电路605、直流电机输出接口606组成。其中，电源输入接口601用于连接电池4的正负极作为电源输入，采用2.54mm间距的接插件；线性稳压电路602由线性稳压芯片U1、电容器C1、C2、C3、电阻器R1、R2组成，用于将电池4提供的+12V电压转换成+3V电压，用于电路供电；线性稳压芯片U1采用TI公司型号为TPS71501的线性稳压芯片；电容器C1、C2、C3起稳压与滤波作用；电阻器R1、R2构成的电压反馈电路是输出电压稳定在+3V；控制信号输入接口603用于连接低功耗蓝牙处理器电路15的水泵控制GPIO输出端口，采用2.54mm间距的接插件；正反转逻辑控制电路604由四路二输入正与门芯片U2、NPN三极管T1、T2、电阻器R3、R4、R5、R6、电容器C4组成；其中四路二输入正与门芯片U2采用TI公司型号为SN74HC08的芯片；H全桥驱动电路605由包括NPN三极管T3、T4、二极管D1、电阻器R7、R8、R9、R10的PMOS驱动电路、包括电阻器R11、R12的NMOS驱动电路、包括NPN三极管T5、T6、二极管D2、电阻器R13、R14、R15、R16的另一PMOS驱动电路、包括电阻器R17、R18的另一NMOS驱动电路、以及包括PMOS管P1、P2和NMOS管N1、N2的H桥电路组成；其中PMOS管P1、P2采用Infineon公司型号为BSZ086的PMOS芯片；NMOS管N1、N2采用Infineon公司型号为BSC011的NMOS芯片；直流电机输出接口606用于连接水泵5直流有刷电机的两个电源输入端。

水泵控制电路6的工作原理为：当控制信号输入O/F为高电平、A为高电平、B为低电平时，PMOS管P1导通，NMOS管N2导通，水泵5的直流有刷电机正转使水泵5抽水；当控制信号输入O/F为高电平、A为低电平、B为高电平时，PMOS管P2导通，NMOS管N1导通，水泵5的直流有刷电机反转使水泵5排水；当控制信号输入O/F为低电平时，不管A、B是什么电平，水泵5的直流有刷电机均不工作。

参考图3，电压转换电路10包括电源输入接口1001、+5V电压转换电路1002、以及与+5V电压转换电路1002输出均连的-5V电压转换电路1003和+3V电压转换电路1004；其中，电源输入接口1001用于连接电池4的正负极作为电源输入，采用2.54mm间距的接插件。

+5V电压转换电路1002由DC-DC降压芯片U3、肖特基二极管D3、功率电感L1、电阻器R19、R20、电容器C5、C6、C7、C8、C9组成；电池4提供的+12V电压通过DC-DC降压芯片U3的第7脚VIN输入，其输出的+5V电压作为-5V电压转换电路1003和+3V电压转换电路1004的输入，以及用于电导信号调理电路11、pH值信号调理电路12、溶解氧/水温信号调理电路13的供电；其中DC-DC降压芯片U3采用TI公司的TPS5430芯片，肖特基二极管D3采用Vishay公司的1N5822。

-5V电压转换电路1003由电源极性反转芯片U4、电容器C10、C11、C12、电阻器R21组成；+5V电压转换电路1002的+5V电压输出通过电源极性反转芯片U4的第8脚V+输入，其输出的-5V电压用于电导信号调理电路11的供电；其中电源极性反转芯片U4采用的型号为Intersil公司的ICL7660A。

+3V电压转换电路1004由线性稳压芯片U5、电容器C13、C14、C15、C16组成；+5V电压转换电路1002的+5V电压输出通过线性稳压芯片U5的第3脚Vin输入，其输出的+3V电压用于低功耗蓝牙处理器电路15、GPS/北斗/伽利略定位定路14、NB-IOT通信模块16的供电；其中线性稳压芯片U5采用AMS-SEMITECH公司的AMS1117-3.0线性稳压芯片。

参考图4，电导信号调理电路11包括正弦激励信号产生电路1101、激励信号幅值选择电路1102、电导探头输入接口1103、前级放大电路1104、半波整流与放大电路1105、低通滤波与放大电路1106、零点电压调整电路1107。其中，正弦激励信号产生电路1101由四路运算放大器芯片U6的A路运算放大器U6A、二极管D4、D5、电阻器R22、R23、R24、R25、R26、电容器C17、C18组成；产生幅值±2V、频率1.592kHz的正弦波信号通过四路运算放大器芯片U4的第一脚输出；其在UA4的第一脚输出幅值±2V、频率1.592kHz的正弦波信号作为激励信号幅值选择电路1102的输入。

激励信号幅值选择电路由电阻器R27、R28、R29、幅值选择跳线JP1、电容器C19、C20、C21、四路运算放大器芯片U6的B路运算放大器U6B组成；其主要作用是通过电阻分压将幅值±2V、频率1.592kHz的正弦波信号转换成不同幅值的正弦波信号，实现不同电导率测量量程的选择；R10、R11、R12组成分压电路，配合幅值选择跳线JP1实现不同激励信号幅值的选择，当JP1的5、6脚短接时，幅值为±2V，对应量程为0-20 uS/cm，当JP1的3、4脚短接时，幅值为±0.2V，对应量程为0-200 uS/cm，当JP1的1、2脚短接时，幅值为±0.02V, 对应量程为0-2000 uS/cm；电容器C19起隔直作用，电容器C20、C21起稳定电源电压作用；四路运算放大器芯片U6的B路运算放大器U6B和电阻器R30组成电压跟随器，提高正弦激励信号的输出能力，其输出与电导探头7输入接口1103和前级放大电路1104连接。

电导探头7输入接口1103用于连接电导电极，采用2.54mm间距的接插件，其第1、2、3脚分别与电导电极的电源输入、地、信号输出相连。

前级放大电路1104由四路运算放大器芯片U6的C路运算放大器U4C、电阻器R31、R32、R33、变阻器RP1、增益调节跳线JP2组成；U6的C路运算放大器U6C、电阻器R32、R33、变阻器RP1组成反相放大电路，将电导电极的输出信号进行放大；电阻R31、增益调节跳线JP2、变阻器RP1主要用于增益调节，通过将增益调节跳线JP2的1、2脚短接并调整变阻器RP1的阻值，可将电导率检测电路最终的满量程输出电压调整到低功耗蓝牙处理器电路15AD输入电压的最大值3V，以提高采样的分辨率。

半波整流与放大电路1105由四路运算放大器芯片U6的D路运算放大器U6D、电阻器R34、R35、R36、二极管D6、D7组成，用于将前级放大电路输出的正弦信号进行半波整流并放大。

四路运算放大器芯片U6采用的信号为TI公司的TLC2254四路运算放大器。

低通滤波与放大电路由四路运算放大器芯片U7的A路和B路运算放大器U7A、U7B，电阻器R37、R38、R39、R40、R41、R42、电容器C22、C23、C24、C25组成；半波整流与放大电路1105的输出首先经过由四路运算放大器芯片U7的A路运算放大器U7A、电阻器R37、R38组成的电压跟随器降低输出阻抗，然后由四路运算放大器芯片U7的B路运算放大器U7B、电阻器R39、R40、R41、R42、电容器C22、C23组成的低通滤波放大电路进行低通滤波与放大，过滤1.592kHz激励信号导致的高频噪声，获得直流电压输出作为零点电压调整电路1107的输入；其中电容器C24、C25起稳定电源电压作用。

零点电压调整电路由变阻器RP2、四路运算放大器芯片U7的C路和D路运算放大器U7C、U7D、电阻器R43、R44、R45、R46、R47组成；其中变阻器RP2的输出电压经由四路运算放大器芯片U7的C路运算放大器U7C和电阻器R43组成的电压跟随器后输出偏置电压，该偏置电压与低通滤波与放大电路输出电压一起进入由四路运算放大器芯片U7的D路运算放大器U7D、电阻器R44、R45、R46、R47组成的放大倍数为1的差分放大电路，以使电导率为0 uS/cm时电导率检测电路最终的电压输出为0V；具体的偏置电压调整步骤为：在不接电导电极时调整RP2阻值，使得四路运算放大器芯片U7的第14脚电压输出为0V。

四路运算放大器芯片U7采用的信号为TI公司的TLC2254四路运算放大器芯片。

参考图5，pH值信号调理电路12由pH电极输入接口J6、双路运算放大器U8、电阻器R48、R49、R50、R51、R52、R53、R54、变阻器RP3、电容器C26、C27、C28组成；其中，pH电极输入接口J6用于连接pH电极，采用2.54mm间距的接插件；电阻器R48、R49用于给pH电极的输出叠加1.5V的电压，电容器C26起滤波作用。

pH电极输出叠加1 .5V电压后首先通过由双路运算放大器芯片U8的A路运算放大器U8A、电阻器R50的电压跟随器降低输出阻抗，然后通过由双路运算放大器芯片U8的B路运算放大器U8B、电阻器R51、R52、R53、R54、变阻器RP3、电容器C27组成的放大电路进行放大、滤波以及电压偏置，最终将pH值转换成直流电压输出。

双路运算放大器芯片U8采用TI公司型号为OPA2348的双路运算放大器，电容器C28起稳定双路运算放大器芯片U8供电电压的作用。

参考图6，溶解氧/温度信号调理电路13由2.5V参考电压电路1301、温度转换电路1302、0.625V参考电压电路1303、溶解氧转换电路1304、差分放大电路1305组成。其中，2.5V参考电压电路1301由包括2.5V参考电压芯片U9、电阻器R55、电容器C29的2.5V电压产生电路和包括双路运算放大器芯片U10的A路运算放大器U10A、电阻器R56、R57的电压跟随电路组成组成，2.5V电压产生电路利用+5V的电源输入产生2.5V的精确参考电压，并通过电压跟随电路提升驱动能力后用于温度转换电路1302、0.625V参考电压电路1303、及差分放大电路1305；其中，2.5V参考电压芯片U9采用Burr-Brown公司型号为1004-2.5的参考电压芯片。

温度转换电路1302包括水温接线端子J7、电阻器R58；其中，水温接线端子J7用于连接溶解氧/温度探头9的热敏电阻引线，采用2.54mm间距的接插件；电阻器R58配合2.5V精确参考电压将溶解氧/温度探头9随温度变化的电阻值转换成电压信号输出。

0.625V参考电压电路1303由包括电阻器R59、R60的电阻分压电路和包括双路运算放大器芯片U10的B路运算放大器U10B和电阻器R61的电压跟随器电路组成；其中电阻分压电路将2.5V精确参考电压分成0.625V电压，并通过电压跟随器电路提升驱动能力后用于溶解氧转换电路1304和差分放大电路1305。

溶解氧转换电路1304由溶解氧接线端子J8和包括双路运算放大器芯片U11的A路运算放大器U11A、电阻器R62的放大电路组成；溶解氧接线端子J8用于连接溶解氧/温度探头9的溶解氧信号引线，其输出为与溶解氧浓度成正比的电流信号IODB，该电流信号经双路运算放大器芯片U11的A路运算放大器U11A、电阻器R62的放大电路后其输出电压Uo=0.625V+R58*IODB。

差分放大电路1305由双路运算放大器芯片U11的B路运算放大器U11B、电阻器R63、R64、R65、R66组成；其主要作用是将溶解氧转换电路1304的输出电压减去0.625V偏置电压，使得最终的溶解氧电压输出为R58*IODB。

双路运算放大器芯片U10和U11采用TI公司型号为OPA2348的双路运算放大器。

参考图7，GPS/北斗/伽利略定位电路14由GNSS定位芯片U12、天线A1、电容器C30、C31、电阻器R67、R68组成；其定位电路串口接收和发送端口与低功耗蓝牙处理器电路15的UART1通信端口连接；其中，GNSS定位芯片U12采用uBlox公司型号为MAX-M8、可并发接收GPS、北斗、伽利略3个GNSS的定位芯片；天线A1采用台湾太盟公司型号为PA025AZ0009的无源陶瓷GNSS天线；电容器C30、C31起稳定电源电压作用；电阻器R67、R68起限流作用。

参考图8，低功耗蓝牙处理器电路15由低功耗蓝牙处理器核心电路1501、Flash存储器电路1502、水位开关电路1503、AD转换电路1504组成。其中，低功耗蓝牙处理器核心电路1501包括低功耗蓝牙处理器芯片U13、调试接口SWD、电感器L2、L3、L4、电容器C32、C33、C34、电阻器R69、磁珠FB1、晶体振荡器X1、X2、2.4GHz天线A1。低功耗蓝牙处理器芯片U13的P2_0、P2_1管脚作为GPIO输入端口与上水位开关2和下水位开关3接，P2_3、P2_4、P2_5管脚作为GPIO输出端口与水泵5控制电路连接，P2_6、P2_7管脚作为UART1通信接口与GPS/北斗/伽利略定位电路14连接，P2_8、P2_9管脚作为UART2通信接口与NB-IoT通信模块16连接；低功耗蓝牙处理器芯片U13采用Dialog公司QFN40封装的DA14580低功耗蓝牙处理器芯片；调试接口J9采用2.54mm间距的四脚排针；晶体振荡器X1为16MHz无源陶瓷晶体振荡器；晶体振荡器X2为32768Hz无源陶瓷晶体振荡器；电感器L2、电容器C33、C34与低功耗蓝牙处理器芯片U13集成的DC-DC控制器构成DC-DC降压电路，将3V的输入电压转换成1.41V的稳定电压，为低功耗蓝牙处理器芯片U13供电；电感器L3、L4、2.4GHz天线A2组成无线收发电路；2.4GHz天线A2采用Rainsun公司的AN3216-245蓝牙陶瓷贴片天线。

Flash存储器电路1502包括Flash存储器芯片U14、电阻器R70和电容器C35；Flash存储器电路1502通过P0_0、P0_3、P0_5、P0_6以SPI通信的形式与低功耗蓝牙处理器芯片U13连接；其中，Flash存储器芯片U14采用型号为华邦公司的W25X20CL串行式NOR闪存芯片；电阻器R70起上拉电阻作用；电容器C35起稳定电源电压作用。

水位开关电路1503由上水位开关接口J10、下水位开关接口J11、电阻器R71、R72组成；其中上水位开关接口J10和下水位开关接口J11均采用2.54mm间距的2芯接插件，它们分别与上水位开关2和下水位开关3的两根引脚连接；电阻器R71、R72起上拉电阻作用。

AD转换电路1504包括AD转换芯片U15、电阻器R73、电容器C36；AD转换芯片U15采用TI公司型号为ADS1018的SPI接口AD转换芯片；AD转换芯片U15通过P0_0、P0_4、P0_5、P0_6以SPI通信的形式与低功耗蓝牙处理器芯片U13连接；AD转换芯片U15的四个模拟电压输入口AIN0、AIN1、AIN2、AIN3分别与电导信号调理电路11的电导电压输出、pH值信号调理电路12的pH值电压输出、溶解氧/温度信号调理电路13的水温电压输出和溶解氧电压输出连接，用于将模拟电压信号转换成数字信号；电阻器R73起上拉电阻作用；电容器C36起稳定电源电压作用。

以上实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围，因此本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。