本實用新型涉及水質(zhì)監(jiān)測領域，特別是一種基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的智能遠傳溶氧儀。
背景技術：
傳統(tǒng)的水體溶解氧檢測中，通常有兩種方式，一是現(xiàn)場手持式儀表檢測，二是在線儀表檢測后再通過GPRS模塊上傳數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場手持式儀表檢測只能保證檢測當時的數(shù)據(jù)準確性，而無法真實反映水體溶解氧在不同時刻變化的動態(tài)數(shù)值及趨勢。在線儀表檢測后再通過GPRS上傳數(shù)據(jù)的方式則受到電源供電的限制，由于GPRS模塊工作時所耗電量大，這種工作方式一般要求220VAC市電能夠拉到的地方或者采用太陽能供電，具有一定的局限性。水質(zhì)監(jiān)測行業(yè)，特別是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，一般是將溶氧儀設備放置在岸上，而將傳感器放置在水域?qū)嶋H位置測量，導致傳感器與溶氧儀之間的信號線要延伸至幾十或上百米，不但易受干擾，設備可靠性降低，也增加了線纜成本，提高監(jiān)測點的布置難度。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術存在的問題做出改進，即本實用新型所要解決的技術問題是提供一種成本低、不受電源限制、能實時在線檢測反映水體溶氧變化趨勢且長距離無線傳輸?shù)闹悄苓h傳溶氧儀，且不用生產(chǎn)校準僅需現(xiàn)場一鍵空氣校準。
為了解決上述技術問題，本實用新型的一種技術方案是：基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的智能遠傳溶氧儀，用于實時在線水質(zhì)檢測，包括前端水質(zhì)傳感器、環(huán)境傳感器、AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路、中央處理模塊、通訊傳輸模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、一鍵校準模塊、液晶顯示模塊。
進一步的，所述前端水質(zhì)傳感器放置于待測水體中，并通過導線與所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路相連，所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路與所述中央處理模塊相連，所述環(huán)境傳感器與所述中央處理模塊相連，所述通訊傳輸模塊與所述中央處理模塊相連，所述電源轉(zhuǎn)換模塊與所述中央處理模塊相連，所述一鍵校準模塊及所述液晶顯示模塊與所述中央處理模塊相連。
進一步的，所述前端水質(zhì)傳感器由原電池法溶解氧電極和DS18B20溫度傳感器組成，所述前端水質(zhì)傳感器的溶氧電極電壓正負極引出兩根線連至所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路，所述前端水質(zhì)傳感器中的DS18B20溫度傳感器引出DQ端和VDD電源端與所述中央處理模塊相連，所述前端水質(zhì)傳感器中的電極電壓負端與DS18B20溫度傳感器的GND地相連。
進一步的，所述環(huán)境傳感器是一種采集環(huán)境溫度與大氣壓力的模塊。
進一步的，所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路包括16位精度的ADS1115芯片以及LDO供電電路。
進一步的，所述中央處理模塊采用ARM內(nèi)核的低功耗STM32L152芯片，芯片外圍還設計了3.3VDC蜂鳴器和一鍵校準模塊。所述一鍵校準模塊是采用單觸摸鍵檢測模塊。
進一步的，所述通訊傳輸模塊是一種基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的無線通訊模塊，所述通訊傳輸模塊與所述中央處理模塊相連。
進一步的，所述液晶顯示模塊是基于HT1621驅(qū)動的LCD模塊。
進一步的，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括電池及其轉(zhuǎn)換電路，為所述智能遠傳溶氧儀提供動力。
進一步的，所述前端水質(zhì)傳感器中的所述DS18B20溫度傳感器和所述原電池法溶解氧電極、所述環(huán)境傳感器及所述一鍵校準模塊，采用低功耗器件或低功耗設計，定期進入省電休眠狀態(tài)，所述中央處理模塊按程序設定規(guī)則定期休眠并定期自動喚醒進行水質(zhì)監(jiān)測，在水質(zhì)監(jiān)測時，同步喚醒所述前端水質(zhì)傳感器。
進一步的，所述智能遠傳溶氧儀在生產(chǎn)和出廠時不需要進行校準操作，在現(xiàn)場實際應用時，將所述前端水質(zhì)傳感器放置空氣中穩(wěn)定1小時后，輕按一次所述一鍵校準模塊，將所述前端水質(zhì)傳感器在空氣環(huán)境中的采集數(shù)據(jù)儲存于所述中央處理模塊中內(nèi)部的存儲單元中，在后續(xù)的水質(zhì)監(jiān)測過程中，調(diào)用此次存儲的采集數(shù)據(jù)，參與算法運算。
進一步的，所述通訊傳輸模塊通過長距離無線傳輸方式與遠程管理平臺通訊連接，定期將所述智能遠傳溶氧儀的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息上傳至遠程管理平臺，反饋當前實時在線的水體溶解氧數(shù)值，所述水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息還包括時間信息，用于反應水體溶氧的變化趨勢。
進一步的，所述智能遠傳溶氧儀沒有外接電源接口。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：電纜線成本很少、不受電源限制，24小時不間斷在線實時檢測，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，能反映水體溶氧變化趨勢，數(shù)據(jù)長距離無線傳輸受地域限制小，電池可供電6年，沒有繁雜生產(chǎn)校準過程，僅需在現(xiàn)場進行一鍵空氣校準即可完成標定?？蓪崿F(xiàn)分布式監(jiān)測布點，全方位監(jiān)測，檢測效率提高明顯，從而促進提升經(jīng)濟效應。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例的電路實現(xiàn)示意圖。
圖中：1-前端水質(zhì)傳感器，101-DS18B20溫度傳感器，102-原電池法溶解氧電極，2-AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路，3-環(huán)境傳感器，4-電源轉(zhuǎn)換模塊，5-一鍵校準模塊，6-中央處理模塊，7-通訊傳輸模塊，8-液晶顯示模塊。
具體實施方式
如圖1所示，一種基于NB-IoT的智能遠傳溶氧儀，包括前端水質(zhì)傳感器1，所述前端水質(zhì)傳感器1由DS18B20溫度傳感器101和原電池法溶解氧電極102組成。所述DS18B20溫度傳感器101的GND地管腳與所述原電池法溶解氧電極102的負端相連。
在本實施例中，所述DS18B20溫度傳感器101引出DQ和VDD兩管腳與所述中央處理模塊6以I2C方式相連。
在本實施例中，所述原電池法溶解氧電極102的正負極引出兩線與所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路2相連，所述AD轉(zhuǎn)換調(diào)理放大電路2包括16位精度的ADS1115芯片以及LDO供電電路，且所述ADS1115芯片與所述中央處理模塊6以I2C方式相連。
在本實施例中，所述環(huán)境傳感器3是一種采集環(huán)境溫度與大氣壓力的模塊，且以I2C方式與所述中央處理模塊6相連。
在本實施例中，所述中央處理模塊6采用ARM內(nèi)核的低功耗STM32L152芯片，所述芯片STM32L152外圍還設計了3.3VDC蜂鳴器和所述一鍵校準模塊5，所述一鍵校準模塊是采用單觸摸鍵檢測模塊。
在本實施例中，所述通訊傳輸模塊7是一種基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的無線通訊模塊，所述通訊傳輸模塊7與所述中央處理模塊6相連。
在本實施例中，所述液晶顯示模塊8是基于HT1621驅(qū)動的LCD模塊。
在本實施例中，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括一次性電池及其轉(zhuǎn)換電路，為所述智能遠傳溶氧儀提供動力。
在本實施例中，本實用新型能夠通過采集原電池法的電極微弱mV電壓、溫度傳感器的水體溫度、當?shù)乜諝獯髿鈮阂约拜斎氲柠}度值，自動進行溶解氧的運算，同時進行溫度、壓力及鹽度的補償，獲得高精度的溶解氧實時值。在溶氧儀生產(chǎn)過程無需繁雜的溫度段系數(shù)修正，僅需現(xiàn)場一鍵空氣校準即可完成儀表校準，方便實用。采用基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的無線通訊模塊，傳輸距離遠，能耗低，電池可使用6年，現(xiàn)場布置方便，成本低。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。