便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，是一種以ARM處理器為核心的便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表，用于實時測量與顯示河湖水質(zhì)信息。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水質(zhì)信息監(jiān)測方法主要有三種方法:(I)現(xiàn)場人工取樣、實驗室分析方法，雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監(jiān)測存在監(jiān)測頻次低、采樣誤差大、監(jiān)測數(shù)據(jù)分散、不能及時反映污染變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業(yè)進行有效水環(huán)境管理的需求；(2)大型固定式水質(zhì)自動監(jiān)測站，其體積龐大，不易移動，造價和維護成本高；(3)以常規(guī)船舶監(jiān)測為載體的移動手持監(jiān)測儀表，其水質(zhì)測試參數(shù)單一，且不能實時傳輸數(shù)據(jù)?？梢?，這幾種監(jiān)測方法都有各自的缺陷，無法便捷、實時、動態(tài)、大范圍的監(jiān)測水域情況。因此，基于此現(xiàn)狀，研發(fā)一套便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表已成為當務(wù)之急。該儀表通過連接水質(zhì)傳感器讀取多個水質(zhì)參數(shù)顯示在同一屏幕上，支持無線遠程傳輸水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表和實時曲線，同時支持數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計功能，為防治水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)監(jiān)測提供了一個方便、有效地平臺。具有重要的社會價值和生態(tài)價值。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型是一種基于ARM處理器的便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表，所述的便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表可外接多種型號的水質(zhì)傳感器，主要用于對水質(zhì)傳感器的參數(shù)設(shè)置、操作和數(shù)據(jù)的顯示與記錄。多個水質(zhì)參數(shù)均在同一屏幕上顯示，讀數(shù)無需翻頁。通過連接水質(zhì)傳感器，利用搭載的軟件設(shè)置、校準、運行儀器;采集、存儲數(shù)據(jù);支持數(shù)據(jù)表和實時曲線，數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計。
[0004]便攜式河湖水質(zhì)在線監(jiān)測儀表包括ARM處理器模塊以及與ARM處理器模塊連接的UART 模塊、MINI USB 模塊、Power Input 模塊、GSM 模塊、TF CARD 模塊、AUD1 模塊、MIC 模塊、SIM CARD模塊、LCD模塊、UP/DOWN Vol Key和OK Key模塊、Earphone模塊和變壓模塊。
[0005]所述的ARM處理器模塊采用M121_M0DULE型號U9芯片，共有184個引腳。
[0006]UART模塊采用U2和U15，所述的U2為⑶NECT0R_5PIN接口，所述的U15采用TXS0104芯片，ARM處理器引腳25 URXD2與TXS0104芯片的引腳2 Al連接，ARM處理器引腳24 UTXD2與TXS0104芯片的引腳3 A2連接，ARM處理器引腳23 URXDl與TXS0104芯片的引腳4 A3連接，ARM處理器引腳22 UTXDl與TXS0104芯片的引腳5 A4連接;TXS0104芯片引腳IVCCA與VCC1V8連接并與TXS0104芯片自身引腳8 OE連接，引腳7 GND接地;TXS0104芯片引腳14 VCCB與ARM處理器引腳167連接，TXS0104芯片引腳13 BI與C0NECT0R_5PIN接口引腳I連接，TXS0104芯片引腳12 B2與⑶NECT0R_5PIN接口引腳2連接，TXS0104芯片引腳11 B3與⑶NECT0R_5PIN接口引腳4連接，TXS0104芯片引腳10 B4與⑶NECT0R_5PIN接口引腳5連接，C0NECT0R_5PIN接口引腳3接地。
[0007]所述的MINI USB模塊采用USB_C0N_2接口，型號為imi USB B-TYPE;ARM處理器引腳13 VBUS與USB_C0N_2接口引腳IVBUS連接，其中連接一個22uF的下拉電容C39，ARM處理器引腳156USB_DM與USB_C0N_2接口引腳2 D-連接，ARM處理器引腳157 USB_DP與1^8_0^_2接口引腳3D+連接，ARM處理器引腳73 1^8_1階與1^8_0^_2接口引腳4NC連接，其中ARM處理器引腳156 USB_DM、引腳157 USB_DP、引腳73 USB_INT分別接一個ESD-0402-LF的下拉壓敏電阻014、015、016，1^8_?^_2接口 弓丨腳5接地。
[0008]傳輸模塊包括兩種傳輸模式:wifi/3G的無線傳輸模式和USB的有線傳輸模式，米用3G wif i二合一模塊，傳輸模塊接口包括:開、關(guān)機控制，復(fù)位重啟動控制，SD卡存儲，USB輸出。
[0009]Power Input模塊電路中采用J7接口，ARM處理器引腳17 VBAT連接J7接口引腳2，在ARM處理器引腳17 VBAT并聯(lián)一對IuF的濾波電容C65、C66，電容C65、C66另一端接地；
4.7uF的電容Cl4正極接1.8V電壓，負極接地;J7接口引腳I接地；
[0010]GSM模塊采用SGM3141芯片U4和FLASH_LED接口；電路中，ARM處理器引腳17 VBAT與GSM3141芯片引腳IVIN連接，并在二者之間并聯(lián)一個4.7uF的電容C33，電容C33另一端接地；GSM3141芯片引腳2C1與引腳3 C2之間串聯(lián)一個IuF的電容C34;ARM處理器引腳102 TORCH/FLASH與GSM3141芯片引腳4FLASH連接;ARM處理器引腳64ENABLE與GSM3141芯片引腳5EN連接；GSM3141芯片引腳6 RSET與68ΚΩ的電阻R15連接并接地；GSM3141芯片引腳7 FB與FLASH_LED接口引腳I連接并連接一個0.22ΚΩ的下拉電阻R14;GSM3141芯片引腳8 SGND與引腳9 PGND連接并接地;GSM3141芯片引腳10 VOUT與FLASH_LED接口引腳2連接，并并聯(lián)一個IuF的電容C31并接地。
[0011]在TF CARD模塊電路中采用TF芯片SDCARD_MICR0_C0CKET，ARM處理器引腳151MC1DA2與SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳I DAT2連接，ARM處理器引腳152 MC1DA3與SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳2 CD/DAT3連接，ARM處理器引腳150MICR0_C0CKET芯片引腳3 CMD連接，ARM處理器引腳 169 VMCH與SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳4 VDD連接，ARM處理器引腳154 MClCK與SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳5 CLK連接，ARM處理器引腳149 MCIDAO與SDCARD_MI CR0_C0CKET芯片引腳7 DATO連接，ARM處理器弓I腳153 MClDAl與SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳8 DATl連接，ARM處理器引腳76 MSDC1_INSI與SDCARD_MICR0J:0CKET芯片引腳9 NCD連接，其中ARM處理器引腳151 ]?(:10厶2、引腳152MC1DA3、引腳 150 MC1CMD、引腳 154 MC1CK、引腳 149 MC1DA0、引腳 153 MC1DA1、引腳76MSDCl_INSI分別與一個ESD-0402-LF的壓敏電阻Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8連接，各壓敏電阻另一端均接地，引腳169 VMCH與一個4.7uF的電容Cll連接，并且電容Cll另一端接地；SDCARD_MICR0_C0CKET芯片引腳6 VSS、引腳 10 PAD、引腳11 PAD、引腳12 PAD、引腳13 PAD連接接地。
[0012]在AUD1模塊電路中采用SPEAKER接口和Jl4接口，ARM處理器引腳176 SPK2_N_PAD通過FB的電感LI與SPEAKER接口的引腳2連接，ARM處理器引腳177 SPK2_P_PAD通過FB的電感L2與SPEAKER接口的引腳I連接，其中SPEAKER接口引腳1、引腳2分別連接一個33pF的電容C5、C4并且電容C5和C4的另一端均接地;ARM處理器引腳178 SPK1_P_PAD通過FB的電感L5與J14接口 I連接，ARM處理器引腳179 3?1(1_1?六0通過?8的電感1^3與114接口的引腳2連接，其中J14接口的引腳1、引腳2分別連接一個33pF的電容C10、C8并且電容C10、C8另一端接地。
[0013]在MIC模塊電路中，ARM處理器引腳3 MICP0_PAD串聯(lián)一個IuF的電容C84和一個FB的電感L18與J2接口連接，ARM處理器引腳2 MICNO_PAD串聯(lián)一個IuF的電容C85和一個FB的電感LI 9與J8接口連接，J2接口與J8接口之間連接一個I OOpF的電容C92，J2接口與J8接口分別連接一個33pF的電容C95、C96并且電容C95、C96另一端接地;ARM處理器弓丨腳1MICBIAS0串聯(lián)一個1ΚΩ的電阻R49和一個1.5ΚΩ的電阻R50連接到IuF的電容C84與FB的電感L18之間，IuF的電容C85與FB的電感L19之間接出來一條電路串聯(lián)一個1.5ΚΩ的電阻R52和一個1ΚΩ的電阻R60并接地;在IK Ω的電阻R49和1.5K Ω的電阻R50之間接出一條電路串聯(lián)一個1uF的電容(:110并連接到1.51(0的電阻1?52和11(0的電阻1?60之間的電路上。
[0014]在SIM CARD模塊電路中采用SIM_S0CKET_3芯片簡稱SIM，ARM處理器引腳164VSIM_PMU與SIM_S0CKET_3芯片的引腳I VCC連接；ARM處理器引腳161 SIM_S10與SIM_S0CKET_3芯片的引腳6 1連接;ARM處理器引腳163 SM_SCLK與SM_S0CKET_3芯片的引腳3CLK連接;ARM處理器引腳162 SM_SRST與SM_S0CKET_3芯片的引腳2RESET連接;ARM處理器引腳164 VSHLPMU與引腳161 SM_S10之間連接一個1K的電阻R16;ARM處理器引腳164VSM_PMU、引腳 161 SM_S10、引腳 163 SM_SCLK和引腳 162 SM_SRST分別外接一個ESD-0402-LF的壓敏電阻D9、D12、D11和DlO并且各自的另一端接地;RM處理器引腳164 VSIM_PMU、引腳 161 SHLS10、引腳 163 SM_SCLK和引腳 162 SHLSRST分別外接一個0.luF、33pF、33pF和33pF的電容C21、C32、C30和C24并且各自的另一端接地；SM_S0CKET_3芯片的引腳4GND接地。
[0015]在LCD模塊電路中采用J4接口、CP2123/RT9293D芯片和74