基于物联网的在线水质监测系统设计
发布时间:2021-02-02
摘要: 水质监测系统整体分成三层,感知层、网络层以及应用层。感知层是系统的核心,是信息采集的关键部分。 网络层对整个系统进行无线连接,通过LoRa技术将所有的水质监测仪连接起来
 
 
水质监测系统整体分成三层,感知层、网络层以及应用层。感知层是系统的核心,是信息采集的关键部分。
 
 
 
网络层对整个系统进行无线连接,通过LoRa技术将所有的水质监测仪连接起来,LoRa数据接收端将数据通过互联网传输到服务器,服务器进行数据处理。
 
 
 
应用层位于三层的顶层,将服务器处理的数据通过App以及网站展现给用户,让用户可以直接地看到想要的数据以及与前几次对比所产生的差异。 
 
 
 
水质监测仪是由CC2530控制了整个水质监测仪,数据的采集主要是通过传感器来完成,L9110S是用来控制电机的上浮下潜以及在水中游动,而SL1053是用于来管理太阳能,锂电池用于存储电量。 
 
 
CC2530芯片对整个系统起着至关重要的作用,将传感器收集的信息存储和发送到服务器,并且接收从服务器传来的信息,再将数据以指令的形式进行命令的传达。 
 
数据采集模块 
 
系统通过温度传感器、PH值传感器、浊度传感器、含氧量传感器模块来采集温度、PH值、浊度、含氧量等信息。 
 
 
1)温度传感器 
采用PT100温度传感器,对水的温度进行测量,PT100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的上升而迅速匀速的增长,铂热电阻具有精度高、稳点性好、性能可靠的特点,适用于长期进行水质的温度的监测。 
 
 
2)PH值传感器 
采用PH值传感器,对水中的氢离子浓度进行监测以及转换成相应的可用输出信号,整体是一种密封状态,能够很好的防水,而且使用寿命长,适用于长期进行水质的PH值的监测。 
 
 
3)浊度传感器 
采用TS浊度传感器,对水的污浊度进行测量,判断水的洁净度,浊度是由水中的悬浮颗粒引起的,本传感器采用散射光与透射光比值代替单纯的散射光测量浊度,传感器的准确度、可靠性提高,维护更加简单,抗污性增强,适用于长期进行水质的浊度的监测。 
 
 
4)氧气含量传感器 
氧气含量传感器,对水中的氧气含有量进行监测,它是由一个银阳极和金阴极组成,两极之间存在着电势差,氧气在阳极下进行反映,通过半透膜向阴极扩散,根据流过两级电流的大小就能测试水中氧气浓度的比例关系,适用于进行氧气的监测。 
 
 
 
数据传输模块 
 
数据输出模块主要由继电器及光耦合器构成,设计中使用的是一种两个接线端为输入端,另外两个接线端为输出端,中间采用光耦合器实现输入输出电隔离的高性能固态继电器,该继电器具有功率小、高灵敏度、高可靠性等特点。
 
 
 
在水质监测系统运行中,当控制器接收到用户的指令后可以将数据返回到用户手中,并且控制仪器进行游动。 
 
 
L9110S半导体处理器 
 
L9110S是控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件,该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入,具有良好的抗干扰性;两个输出端能直接驱动电机的正反向运动,它具有较大的电流驱动能力,具有较强的驱动能力控制水质监测仪的上浮下潜,以及四处游动。
 
 
 
 
线性锂电池芯片SL1053 
 
SL1053是高精度的线性锂电池充电的芯片,SL1053可以通过检测电池电压来决定其充电的状态:预充电、恒流充电、恒压充电。均衡的管理锂电池的充电模式和查看电量的剩余量。同时控制着太阳能的充电状态,以及当充电结束后将自动发送完成指令给CC2530控制芯片。  
 
标签:浊度传感器,水质监测系统,温度传感器