一种城市企业排氯水质无线监测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种城市企业排氯水质无线监测设备，至少包括传感器单元、硬件电路单元、节点网络单元以及上位机，其中传感器单元为分布在各个监测点的余氯传感器和传感器模块电路，硬件电路单元包括射频单片机以及与单片机配套设置的电路；节点网络单元为zigbee节点，其中传感器单元与硬件电路单元连接且两者一一对应，余氯传感器对监测点的水质采样并将检测到的信息转化成电信号后输送至硬件电路单元，硬件电路单元连接节点网络单元，射频单片机将接收到的电信号量化并整合后传输至节点网络单元，并通过zigbee节点将信息发送至上位机。该设备能够短周期、实时在线通过检测卤素含量来检测污染物浓度。
【专利说明】一种城市企业排氯水质无线监测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型提供了一种检测设备，具体涉及一种检测城市中各个企业所排放的废水中氯元素浓度的设备，属于环境电子检测设备领域。
【背景技术】
[0002]随着生活水平的提高，目前的城市典型污染企业如:染料生产、电镀、制革、纺织、染料、冶金、化工等，都会或多或少的产生卤素污染物。针对当前许多企业违反环保法规“偷排”现象，在国内还没有完备的企业污水监测系统。当前环境部门监测手段主要有三种:一、绝大多数环境部门的监测手段只是通过实地取样化验，而且是采取抽样调查的形式，不具有实时性，且浪费人力，又由于实地采样的滞后性，企业超标排污往往已经导致严重后果环保部门才发现，社会影响极坏；二、个别地区也有采用有线电话网络组建检测网络，这种方式需要长期占用电话线，将会产生巨额的通信费用，且设备安装、维修困难；三、也有采用GPRS作为无线信号传输方式的，但需要第三方信号基站支持，如果排污企业处在信号覆盖不到的山谷类地形区，那么将无法对企业进行有效的监控，且这种方式也是付费的，更突出的缺点是GPRS功耗较大，设备的电源问题决定它无法小型化、推广化。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种能够短周期、实时在线通过检测卤素含量来检测污染物浓度的无线监测设备，解决了【背景技术】中的不足。
[0004]实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为:
[0005]一种城市企业排氯水质无线监测设备，至少包括传感器单元、硬件电路单元、节点网络单元以及上位机，其中传感器单元为分布在各个监测点的余氯传感器和传感器模块电路，硬件电路单元包括射频单片机以及与单片机配套设置的电路；节点网络单元为zigbee节点，其中传感器单元与硬件电路单元连接且两者一一对应，余氯传感器对监测点的水质采样并将检测到的信息转化成电信号后输送至硬件电路单元，硬件电路单元连接节点网络单元，射频单片机将接收到的电信号量化并整合后传输至节点网络单元，并通过zigbee节点将信息发送至上位机。
[0006]所述的余氯传感器的探头中设置有三个电化学电极，分别为工作电极、反电极和参考电极，传感器模块电路包括稳压电源、参照电压以及电流电压转换器。
[0007]所述的zigbee节点包括电源、复位电路、蜂鸣器电路、串口连接电路和无线收发电路。
[0008]所述的上位机为计算机。
[0009]所述的射频单片机为CC2430单片机。
[0010]所述的余氯传感器为MESM2402传感器。
[0011]本实用新型中所提供的城市企业排氯水质无线监测设备，采用zigbee节点与余氯传感器MESM 2405的系统性结合，可实现精度高达5ppm (即质量比为百万分之五)的高精度测量，实时在线测量使检测周期大大缩短。同时zigbee传输方式还具有待机时间至少可达6个月、无需传输费用，多个节点间可自动建立节点网络，当节点覆盖整个城市排污企业时一张整个城市企业污染实时监测网就建立成功了。
[0012]同时，本实用新型中所提供的设备将传统的人工采集处理数据变为计算机实时数据采集，节省大量人力资源和经费支出，同时可实时、直观的显示企业污染物浓度变化曲线，又可长时间存储该企业的排污记录。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明所提供的城市企业排氯水质无线监测设备的整体结构示意图；
[0014]图2为本发明所提供的城市企业排氯水质无线监测设备的工作原理框图。
[0015]图中:1_传感器单元，2-硬件电路单元，3-节点网络单元，4-上位机。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明。
[0017]本实用新型所提供的城市企业排氯水质无线监测设备的结构如图1所示，包括传感器单元1、硬件电路单元2、节点网络单元3以及上位机4，其中传感器单元I为分布在各个监测点的余氯传感器和传感器模块电路，本实施例中所述的余氯传感器为MESM2402传感器，所述的余氯传感器的探头中设置有三个电化学电极，分别为工作电极、反电机和参考电极，测量污染物次氯酸浓度的方法是检测工作电极由于次氯酸浓度变化所产生的电流。传感器模块电路包括稳压电源、参照电压以及电流电压转换器，其中参照电压用于调整工作电极与参考电极之间的电压，电流电压转换器用于工作电极。
[0018]所述的硬件电路单元2包括射频单片机以及与单片机配套设置的电路，所述的射频单片机为CC2430单片机。其中传感器单元与硬件电路单元连接且两者一一对应，余氯传感器对监测点的水质采样并将检测到的信息转化成电信号后输送至硬件电路单元。具体为:污水信号在传感器电极产生微弱的电压信号，电压经过放大、滤波处理后，得到适合测量的伏特数量级的电压信号，电压经过14位AD转换，交由MCU进行数据整理后，交由射频模块将信号发送出去。
[0019]节点网络单元3为zigbee节点，具体来说,所述的zigbee节点包括电源、复位电路、蜂鸣器电路、串口连接电路和无线收发电路。硬件电路单元连接节点网络单元，射频单片机将接收到的电信号量化并整合后传输至节点网络单元，并通过zigbee节点将信息发送至上位机。具体来说为节点网络单元3中的无线收发电路将天线接收的信号放大处理后，由MCU整合数据，经过SP3232电平转换后,数据交给上位机及计算机分析,并完成数据的显示和储存。
[0020]所述的上位机4为计算机，计算器将接收到的污染浓度信息分析处理后显示在显示器上，并实时存储。计算机上设置有配套的软件，配套软件采用VC++设计界面。该软件中集成浓度分析、电池更换等监测。并对接收到的数据进行分析处理，使浓度数据显示存储更加人性化。
[0021]本实用新型提供的城市企业排氯水质无线监测设备工作原理如图2所示，通过分布于各个地域的节点的余氯传感器MESM2402对水进行采样并转换为电信号，以射频单片机CC2430为核心的硬件电路单元将电信号量化并整合为制定的格式，通过节点网络单元的zigbee节点将污水浓度信息通过无线路由方式将数据发送给计算机，经计算机分析处理后显示在显示器上，并实时存储。
【权利要求】
1.一种城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:至少包括传感器单元、硬件电路单元、节点网络单元以及上位机，其中传感器单元为分布在各个监测点的余氯传感器和传感器模块电路，硬件电路单元包括射频单片机以及与单片机配套设置的电路；节点网络单元为zigbee节点，其中传感器单元与硬件电路单元连接且两者--对应，余氯传感器对监测点的水质采样并将检测到的信息转化成电信号后输送至硬件电路单元，硬件电路单元连接节点网络单元，射频单片机将接收到的电信号量化并整合后传输至节点网络单元，并通过zigbee节点将信息发送至上位机。
2.根据权利要求1所述的城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:所述的余氯传感器的探头中设置有三个电化学电极，分别为工作电极、反电极和参考电极，传感器模块电路包括稳压电源、参照电压以及电流电压转换器。
3.根据权利要求1所述的城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:所述的zigbee节点包括电源、复位电路、蜂鸣器电路、串口连接电路和无线收发电路。
4.根据权利要求1所述的城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:所述的上位机为计算机。
5.根据权利要求1所述的城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:所述的射频单片机为CC2430单片机。
6.根据权利要求1所述的城市企业排氯水质无线监测设备，其特征在于:所述的余氯传感器为MESM2402传感 器。
【文档编号】H04W84/18GK203465827SQ201320391858
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】金星, 胡楷, 何东, 蔡文静 申请人:中国地质大学（武汉）