一種便攜式NB?IoT水質檢測裝備及其參數修正方法與流程

文檔序號：11108570閱讀：399來源：國知局

本發明涉及水質監測領域，特別是一種便攜式NB-IoT水質檢測裝備及其參數修正方法。

背景技術：

在水質監測領域，傳統的便攜式水質檢測儀功能比較單一，一般只是檢測記錄水體采樣值并在屏幕上顯示，供用戶查看。這種單一的檢測方式，數據只是單次檢測，查看完即結束丟棄或者被下一個數據覆蓋，無法形成一種長期的數值趨勢，數據也不可追溯，而且各個傳感器數據自成一體，沒有相互佐證。特別是在水產養殖領域，用戶更關心的是池塘水質的整體變化趨勢，而不是某個時刻的單一數據。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種可充電的、配備有NB-IoT窄帶物聯網模塊直接與云平臺數據互動的、綜合多種水體傳感器的便攜式NB-IoT水質檢測裝備，以及提供水質檢測數據各參數的修正方法。

為了解決上述技術問題，本發明的一種技術方案是：一種便攜式NB-IoT水質檢測裝備及其參數修正方法，包括無線模塊、溫度傳感器、溶解氧傳感器、pH傳感器、信號調理模塊、大氣壓力模塊、微控制器、液晶顯示模塊、觸摸按鍵、供電模塊。

進一步的，所述無線模塊是一種基于NB-IoT窄帶物聯網的無線通訊模塊，所述通訊傳輸模塊的數據收發由所述微控制器控制。

進一步的，所述溫度傳感器與所述溶解氧傳感器組成一種復合電極，所述溫度傳感器是采用DS18B20溫度傳感器，所述溶解氧電極是采用銀和鐵做為陰陽極的原電池法溶解氧電極，所述溶解氧電極配有硬件補償電路。

進一步的，所述pH傳感器是一種的pH玻璃電極和參比電極組合的復合電極。

進一步的，所述信號調理模塊包括了CA31140芯片和ADS1115芯片，所述CA31140芯片用于處理pH信號，所述ADS1115芯片處理溶解氧信號和經CA31140芯片處理后的pH信號。

進一步的，所述大氣壓模塊是型號為GY65的大氣壓模塊。

進一步的，所述微控制器是ARM內核的STM32L低功耗單片機MCU控制器。

進一步的，所述液晶顯示模塊是基于HT1621驅動的LCD模塊。

進一步的，所述觸摸按鍵是采用單觸摸鍵檢測模塊，用于所述溶解氧傳感器的一鍵校準。

進一步的，所述供電模塊包括充電電路、LDO供電電路以及鋰電池。

一種便攜式NB-IoT水質檢測裝備的參數修正方法，按以下步驟進行：

（1）水體檢測前將溶解氧傳感器放置空氣中校準，得到飽和溶解氧對應的電極電壓值，并輸入當前水體的鹽度值，大氣壓模塊檢測當前的空氣大氣壓值；

（2）所有傳感器放置待檢水體中，通過DS18B20溫度傳感器直接獲取數字化的溫度數值，通過溶解氧傳感器和pH傳感器分別采集此時各自對應的處理過的電壓值；

（3）用溶解氧電極采集到的溫度值、人工輸入的鹽度值、采集到的大氣壓值以及校準的飽和溶解氧電壓，對采集到的溶解氧進行多方補償計算，得到真實的溶解氧值；

（4）用溶解氧電極采集到的溫度值對采集到的pH值進行溫度補償，得到25度下的pH值；

（5）將所有計算值通過NB-IoT實時傳輸至云平臺，云平臺會根據以往數據再次進行修正，同時檢驗此時采集的溫度值、pH值、溶氧值以及大氣壓值的數據合理性，并反饋回便攜式NB-IoT水質檢測裝備。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：多個傳感器的檢測數據多方互動，相互佐證，經過融合計算補償，又通過NB-IoT窄帶物聯網再次與云平臺數據互動修正，切實保證數值的可靠性與完整性，而且此裝備功耗低，一次充電可用上幾年，每個設備都有唯一編號，結合液晶屏顯示輸入當前池塘編號，也適合現場檢測的數據追溯，實用性很高。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例的電路實現示意圖。

圖中：1-無線模塊，2-溫度傳感器，3-溶解氧傳感器，4- pH傳感器，5-信號調理模塊，6-大氣壓力模塊，7-微控制器，8-液晶顯示模塊，9-觸摸按鍵，10-供電模塊。

具體實施方式

如圖1所示，一種便攜式NB-IoT水質檢測裝備及其參數修正方法，包括無線模塊1、溫度傳感器2、溶解氧傳感器3、pH傳感器4、信號調理模塊5、大氣壓力模塊6、微控制器7、液晶顯示模塊8、觸摸按鍵9、供電模塊10。

在本實施例中，所述無線模塊1是一種基于NB-IoT窄帶物聯網的無線通訊模塊，所述無線模塊1的數據收發由所述微控制器7控制。

在本實施例中，所述溫度傳感器2與所述溶解氧傳感器3組成一種復合電極，所述溫度傳感器3是采用DS18B20溫度傳感器，所述溶解氧傳感器3是采用銀和鐵做為陰極和陽極的原電池法溶解氧電極，所述溶解氧傳感器3配有硬件補償電路。

在本實施例中，所述pH傳感器4是一種的pH玻璃電極和參比電極組合的復合電極。

在本實施例中，所述信號調理模塊5包括了CA31140芯片和ADS1115芯片，所述CA31140芯片用于處理pH信號，所述ADS1115芯片處理溶解氧信號和經CA31140芯片處理后的pH信號。

在本實施例中，所述大氣壓模塊6是型號為GY65的大氣壓模塊。

在本實施例中，所述微控制器7是ARM內核的STM32L低功耗單片機MCU控制器。