本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于檢測工業(yè)污水水質(zhì)的無線傳感器，包括供電模塊、水質(zhì)檢測模塊、無線傳輸模塊、控制模塊以及用于實時檢測污水的PH值的PH探頭和電源切換模塊，無線傳輸模塊實時將水質(zhì)檢測模塊獲得到的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給外部控制中心，供電模塊包括充電電池、充電管理模塊和原電池組，控制模塊根據(jù)所述PH值是否滿足PH設(shè)定值相應(yīng)地發(fā)出第一或第二控制信號，電源切換模塊根據(jù)述第一控制信號將傳感器的工作電源切換為原電池組，根據(jù)第二控制信號將傳感器的工作電源切換為充電電池，充電管理模塊根據(jù)第一控制信號接通充電電池的充電電路。本發(fā)明專利技術(shù)，采用原電池和充電電池組合作為傳感器的工作電源，并可自動切換，達到了節(jié)能環(huán)保的目的。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及傳感器，具體涉 及用于檢測工業(yè)污水水質(zhì)的無線傳感器。
技術(shù)介紹
長年以來，工業(yè)水污染的問題一直困擾著人們。要減輕工業(yè)水污染帶來的惡果、進行污水處理，首先就需要對工業(yè)污水的水質(zhì)進行檢測，以判定污染等級。因此，解決工業(yè)水污染問題的基礎(chǔ)是采用一種低成本、低能耗、自動化的工業(yè)污水水質(zhì)檢測傳感器。水質(zhì)檢測傳感器通常采用無線射頻傳輸裝置傳輸水質(zhì)檢測信號。目前，常規(guī)的水質(zhì)檢測無線傳感器均采用外接鋰電池作為系統(tǒng)的供電方式。但由于無線射頻傳輸裝置的功耗較大，而傳感器外接鋰電池的電量及體積會由于水域檢測環(huán)境的要求而受到嚴格限制，從而導(dǎo)致一般的水質(zhì)檢測無線傳感器的鋰電池使用壽命較低，一般只能持續(xù)使用6個月左右。尤其是在濕度非常大的湖泊、河流、水庫等水域中，鋰電池的壽命會更短，除非添加非常復(fù)雜的除濕裝置，但是這樣會增加傳感器的成本，不利于水質(zhì)檢測無線傳感器的推廣和大規(guī)模使用。同時，由于水質(zhì)檢測無線傳感器一般都會部署在湖泊、河流、水庫等覆蓋范圍較廣的水域上，直接導(dǎo)致了更換傳感器電池的難度及成本都很大。尤其對于工業(yè)污水的水質(zhì)檢測傳感器，一般只能做一次性使用。為了解決水質(zhì)檢測傳感器電池使用壽命低的問題，將生物能源、太陽能、風(fēng)能等清潔型能源應(yīng)用于水質(zhì)檢測傳感器領(lǐng)域，成為時下業(yè)界關(guān)注的研發(fā)重點。為此，中國技術(shù)專利CN201307111 (申請?zhí)枮?00820225062. 2)公開了一種基于太陽能的智能水質(zhì)檢測裝置。該技術(shù)方案將太陽能電池板通過導(dǎo)線與鋰蓄電池相連，并將MCU控制模塊和無線通訊模塊分別連接至電池上。在陽光照射充足時，通過太陽能電池板為鋰蓄電池充電。這種方案存在的一個主要不利因素在于太陽能電池會過多的依賴于天氣、光照等自然條件，在惡劣天氣或夜間均無法使用。此外，由于太陽能電池板的造價及安裝成本都較高，也會直接導(dǎo)致傳感器的成本提升，并沒能達到節(jié)能環(huán)保的目的。中國專利技術(shù)專利CN102288739A (申請?zhí)枮?01110161848. 9)公開了一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)向水質(zhì)傳感器供電的水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)。該技術(shù)方案利用自然風(fēng)力吹動風(fēng)力發(fā)電機的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生電流，以供給傳感器使用。這種方案的一個首要缺陷就在于每個傳感器都需要安裝風(fēng)頁、風(fēng)力發(fā)電機等設(shè)備，不僅會導(dǎo)致傳感器系統(tǒng)的體積增大，而且整個系統(tǒng)的成本也會直線升高。此外，依靠風(fēng)力發(fā)電所轉(zhuǎn)換得到的電能不穩(wěn)定且可持續(xù)使用性較差，這也導(dǎo)致該方案的實用性稍顯不足。由此可見，現(xiàn)有應(yīng)用太陽能、風(fēng)能等清潔型能源的工業(yè)污水水質(zhì)檢測無線傳感器普遍存在制造成本高、實用性較差的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是解決應(yīng)用太陽能、風(fēng)能等清潔型能源的工業(yè)污水水質(zhì)檢測傳感器制造成本較高、實用性較差的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是提供一種用于檢測工業(yè)污水水質(zhì)的無線傳感器，包括供電模塊、水質(zhì)檢測模塊、無線傳輸模塊和控制模塊，在所述控制模塊的控制下，所述無線傳輸模塊實時將所述水質(zhì)檢測模塊獲得到的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給外部控制中心；還包括用于實時檢測污水的PH值的PH探頭和電源切換模塊，所述供電模塊包括充電電池、充電管理模塊和原電池組，所述控制模塊根據(jù)所述PH值是否滿足PH設(shè)定值相應(yīng)地發(fā)出第一或第二控制信號，所述電源切換模塊根據(jù)所述第一控制信號將無線傳感器的工作電源切換為所述原電池組，所述充電管理模塊根據(jù)所述第一控制信號接通所述原電池組至所述充電電池的充電電路，所述電源切換模塊根據(jù)所述第二控制信號將無線傳感器的工作電源切換為所述充電電池。 在上述方案中，還包括原電池組輸出電壓檢測模塊，實時檢測所述原電池組的輸出電壓，所述控制模塊根據(jù)所述原電池組的輸出電壓是否滿足無線傳感器的工作電壓條件再一次輸出所述第二控制信號。 在上述方案中，所述無線傳感器的工作電壓條件為電壓值穩(wěn)定且達到標定值。在上述方案中，所述PH設(shè)定值為PH = 3 5。在上述方案中，所述充電管理模塊包括Buck快速轉(zhuǎn)換器，所述控制模塊通過調(diào)整PWM占空比調(diào)整所述Buck快速轉(zhuǎn)換器輸出至所述充電電池的充電電流。在上述方案中，所述充電電池具體為鋰電池。在上述方案中，所述原電池組由多個原電池串聯(lián)而成。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，采用原電池和充電電池組合作為傳感器的工作電源，并通過電源切換模塊實現(xiàn)了原電池和充電電池的自動切換，達到了節(jié)能環(huán)保的目的，對解決工業(yè)水污染問題具有非常重大的意義。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本專利技術(shù)中無線傳感器的電源管理原理圖；圖3為本專利技術(shù)中原電池組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)中無線傳感器的充電管理原理圖。具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作出詳細的說明。如圖I所示，本專利技術(shù)提供的用于檢測工業(yè)污水水質(zhì)的無線傳感器，包括供電模塊10、水質(zhì)檢測模塊20、無線傳輸模塊30和控制模塊40，其中水質(zhì)檢測模塊20、無線傳輸模塊30和控制模塊40構(gòu)成所述無線傳感器的主系統(tǒng)。供電模塊10用于給所述主系統(tǒng)供電。水質(zhì)檢測模塊20的敏感膜置于待檢測的工業(yè)污水中，在控制模塊40的控制下，水質(zhì)檢測模塊20通過其敏感膜對工業(yè)污水的水質(zhì)進行實時檢測而獲得水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，包括工業(yè)污水中氨氮含量、溫度、重金屬含量等參數(shù)，上述水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和校正后，由無線傳輸模塊30實時發(fā)送給外部控制中心，通過外部控制中心進行分析、處理，為有關(guān)部門采取措施進行污水治理提供依據(jù)。本專利技術(shù)的創(chuàng)新之處在于供電模塊10由充電電池11和原電池組13組合而成，并且設(shè)置了充電管理模塊12以及用于實時檢測污水的PH值的PH探頭50和電源切換模塊60，控制模塊40根據(jù)工業(yè)污水的PH值控制電源切換模塊60將傳感器的工作電源自動切換為充電電池11或原電池組13。具體地說，控制模塊40根據(jù)PH探頭50檢測到的工業(yè)污水PH值是否超過設(shè)定值發(fā)出第一或第二控制信號，電源切換模塊60根據(jù)第一控制信號將無線傳感器的工作電源切換至原電池組13，同時，充電管理模塊12根據(jù)第一控制信號接通原電池組13至充電電池11的充電電路，使原電池組13對充電電池11進行充電。電源切換模塊60根據(jù)第二控制信號將無線傳感器的工作電源切換至充電電池11。以下為本專利技術(shù)的一個具體實施例，本具體實施例中所采用的具體部件型號僅為一種常用選擇，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)實際情況進行相應(yīng)的替換，凡是與本專利技術(shù)具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。請參見圖2，圖2為所述無線傳感器的電源管理的一種具體實施例示意圖，控制模塊40的核心為一片單片機，型號為C8051F902，充電電池13選用的是鋰電池。置于待測的 工業(yè)污水中的PH探頭50實時檢測工業(yè)污水的PH值(模擬參量)，并通過濾波放大電路41傳送至單片機C8051F902的ADC-1 (12bit)引腳，單片機C8051F902依據(jù)待測工業(yè)污水的PH值是否滿足PH設(shè)定條件相應(yīng)地發(fā)出第一或第二控制信號，PH設(shè)定條件一般取PH = 3 5。第一或第二控制信號由單片機C8051F902的GPIO引腳發(fā)送給電源切換模塊60以實現(xiàn)充電電池11和原電池組13之間的自動切換。當切換至原電池組13為傳感器供電時，單片機C8051F902的ADC_2(12bit)弓丨腳將對原電池組13的輸出電壓進行監(jiān)測，若原電池組13的輸出電壓不穩(wěn)定或不能滿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
用于檢測工業(yè)污水水質(zhì)的無線傳感器，包括供電模塊、水質(zhì)檢測模塊、無線傳輸模塊和控制模塊，在所述控制模塊的控制下，所述無線傳輸模塊實時將所述水質(zhì)檢測模塊獲得到的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給外部控制中心，其特征在于，還包括用于實時檢測污水的PH值的PH探頭和電源切換模塊，所述供電模塊包括充電電池和充電管理模塊以及原電池組，所述控制模塊根據(jù)所述PH值是否滿足PH設(shè)定值相應(yīng)地發(fā)出第一或第二控制信號，所述電源切換模塊根據(jù)所述第一控制信號將無線傳感器的工作電源切換為所述原電池組，所述充電管理模塊根據(jù)所述第一控制信號接通所述原電池組至所述充電電池的充電電路，所述電源切換模塊根據(jù)所述第二控制信號將無線傳感器的工作電源切換為所述充電電池。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許守明，陳幫，許鵬，楊鑄，羅振，
申請(專利權(quán))人：武漢郵電科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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