水情检测系统的制作方法

文档序号:15587068发布日期:2018-10-02 18:30阅读:545来源:国知局

本发明涉及水情检测领域,具体地,涉及一种水情检测系统。



背景技术:

国家发布的《生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006)国家标准正式实施,标准中规定饮用水的ph值不小于6.5而且不大于8.5。水温升高影响水环境的质量。

目前我国水源水质污染和水体富营养化现象仍较严重。为保证城镇供水安全,湖库水质污染控制已迫在眉睫。而现有的水情检测系统多是围绕水位进行检测,功能单一,缺乏多参数的检测装置,不能满足水文检测现代化的管理。

因此,提供一种在使用过程中适用于集中式生活饮用水水质部分指标的卫生检测,以ph值、水温、液面高度等参数为主进行设计,基于多路传感器的水情检测系统采用单片机作为核心控制芯片,测距采用红外测距方式,ph值监测模块采用带有温度补偿功能的复合电极方式,水温采用温度传感器进行测量,系统响应速度快,可靠性高,适用性强,方便进行农村饮用水安全工程及游泳池等水情快速检测要求的水情检测系统是本发明亟需解决的问题。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本发明的目的是克服现有技术中的水情检测系统多是围绕水位进行检测,功能单一,缺乏多参数的检测装置,不能满足水文检测现代化的管理的问题,从而提供一种在使用过程中适用于集中式生活饮用水水质部分指标的卫生检测,系统响应速度快,可靠性高,适用性强,方便进行农村饮用水安全工程及游泳池等水情快速检测要求的水情检测系统的水情检测系统。

为了实现上述目的,本发明提供了一种水情检测系统,所述水情检测系统包括:单片机、红外测距电路、ph检测电路、水温测量电路、液晶显示电路、声光报警电路以及供电系统;所述红外测距电路通过a/d转换器与所述单片机相连,所述ph检测电路、所述水温测量电路、所述液晶显示电路以及所述声光报警电路分别与所述单片机相连,所述供电系统为各模块进行供电;所述单片机采用stc125a型芯片。

优选地,所述供电系统采用3.7v的电池进行供电,电池的正极输出端子一路接至所述单片机的p1通道,另一路经以xl6009为核心的dc-dc升压模块进行升压。

优选地,所述dc-dc升压模块输出为6.8-7.5v的直流电压,再输出给ams1117稳压电路进行稳压,所述ams1117稳压电路输出的+5v直流电压分别提供给所述红外测距电路、所述ph检测电路、ad转换器以及液晶显示电路。

优选地,所述ph检测电路采用可测量水溶液(氢离子)活度的复合电极。

优选地,所述ph检测电路具有bnc接口,所述ph检测电路的ph_o接口与单片机p1通道相连。

优选地,所述红外测距电路包括:位置敏感检测装置、红外发光二极管、信号处理电路以及输出接口电路。

优选地,所述水温测量电路采用防水型的ds18b20温度传感器。

优选地,所述a/d转换器采用xpt2046a型芯片。

根据上述技术方案,本发明提供的水情检测系统在使用时,红外测距传感器水平固定于待检测水源的液面上方,以便于向下垂直测距;所述ph检测电路与bcn接口相连,所述水温测量电路采用ds18b20温度传感器,最终的水情检测结果可用所述液晶显示电路进行分行显示,该系统仅由电压小于6v的电池组供电,功耗低,所述单片机采用stc125a型芯片,例如stc125a60s2。现有技术中的水情检测多是围绕水位进行检测,功能单一,本发明的水情检测系统可进行多个参数检测,功能上满足现代水情检测的要求,克服现有技术中的水情检测系统多是围绕水位进行检测,功能单一,缺乏多参数的检测装置,不能满足水文检测现代化的管理的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的水情检测系统的结构示意图;

图2是本发明的一种优选的实施方式中提供的水情检测系统中xl6009升压电路的电路原理图;

图3是本发明的一种优选的实施方式中提供的水情检测系统中稳压电路的电路原理图;

图4是本发明的一种优选的实施方式中提供的水情检测系统的总电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

如图1-4所示,本发明提供了一种水情检测系统,所述水情检测系统包括:单片机、红外测距电路、ph检测电路、水温测量电路、液晶显示电路、声光报警电路以及供电系统;所述红外测距电路通过a/d转换器与所述单片机相连,所述ph检测电路、所述水温测量电路、所述液晶显示电路以及所述声光报警电路分别与所述单片机相连,所述供电系统为各模块进行供电;所述单片机采用stc125a型芯片。

根据上述技术方案,本发明提供的水情检测系统在使用时,红外测距传感器水平固定于待检测水源的液面上方,以便于向下垂直测距;所述ph检测电路与bcn接口相连,所述水温测量电路采用ds18b20温度传感器,最终的水情检测结果可用所述液晶显示电路进行分行显示,该系统仅由电压小于6v的电池组供电,功耗低,所述单片机采用stc125a型芯片,例如stc125a60s2。现有技术中的水情检测多是围绕水位进行检测,功能单一,本发明的水情检测系统可进行多个参数检测,功能上满足现代水情检测的要求,克服现有技术中的水情检测系统多是围绕水位进行检测,功能单一,缺乏多参数的检测装置,不能满足水文检测现代化的管理的问题。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述供电系统采用3.7v的电池进行供电,电池的正极输出端子一路接至所述单片机的p1通道相连,例如p1.1引脚,另一路经以xl6009为核心的dc-dc升压模块进行升压;所述dc-dc升压模块输出为6.8-7.5v的直流电压(优选地为7.2v),再输出给ams1117稳压电路进行稳压,所述ams1117稳压电路输出的+5v直流电压分别提供给所述红外测距电路、所述ph检测电路、ad转换器以及液晶显示电路。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述ph检测电路采用可测量水溶液(氢离子)活度的复合电极。玻璃电极的电位变化与被测溶液中的ph值成线性关系,见以下公式:

其中;所述e为指定浓度下的电极电势,e0为等电势点电极电位;r为气体常数;t为溶液的绝对温度;f为法拉第常数。

所述ph检测电路模块具有bnc接口,模块的ph_o与所述单片机p1.0通道相连,所述单片机stc125a的p1口带8路10位a/d转换功能,供电电池组的直流输出电压与单片机的p1通道(例如p1.1)相连接。单片机采集两路的电压输入信号,经内部的a/d转换器转换成数字量经单片机处理并显示在所述液晶显示电路上。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述红外测距电路包括:位置敏感检测装置、红外发光二极管、信号处理电路以及输出接口电路。

在本发明的一种优选的实施方式中,本发明的水情检测系统采用白色泡沫薄板覆于检测容器液面上,当所述红外测距电路接收到反射回来的信号,将产生对应的模拟电压输出,由vout端传输给a/d转换芯片xpt2046的aux端子,芯片xpt2046把距离数值转换成数字量,再经单片机处理后最终由液晶屏显示。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述水温测量电路采用防水型的ds18b20温度传感器,通过软件进行设置分辨率以及相应的温度限值。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述a/d转换器采用xpt2046a型芯片。

本发明中的系统中,供电系统使用4节并联的3.7v的电池进行供电,正极输出端子一路接至单片机p1.1引脚、一路经升压模块,进行升压,再输出给ams1117稳压电路,进行稳压,所述供电系统与系统pcb电路板置于底部容器侧面以防受液体泼溅。所述红外测距电路采用非接触测量技术运用激光三角测距原理。图4为系统的总的电路原理图,图中个模块之间的连接方式都是通过对应的引脚连接在一起,虽然图中看似没有用线连接在一起,但是实际的连接关系也清楚的。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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