[发明专利]一种基于Zigbee自组网的PH值监测网络

说明书

技术领域

该发明涉及海水PH值监测领域，尤其涉及装置之间通过Zigbee自组网技术组成传输数据网络。

背景技术

海洋是人类生存环境的重要组成部分，对人类生存、发展有着极为密切的关系。海洋作为一个巨大的资源库，如果能过将海洋资源合理的开发利用，将对国家的经济起到积极地作用。然而海洋环境的变化会对海洋资源的开发造成重要的影响，对海水水质的监测可使得人类对海洋环境的变化进行预测，从而减少开发海洋资源的风险。

PH值是海水水质监测过程中是最重要的指标之一，同时，海水水质监测是一个长期连续的过程，现有的PH复合电极如果长时间浸泡在海水中，电极前端玻璃球泡表面容易被海水中的杂质覆盖，堵塞氢离子通道，使得PH复合电极灵敏度降低，影响对海水PH值数据采集的准确性。因此，一种具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置就显得尤为重要。

在大规模海洋监测中，如果使用传统的人工数据采集方式会耗费大量的人力物力，如果使用Zigbee技术使各节点组成数据传输网络，这样就能极大的提高数据传输效率并且大幅度节约成本。因此一项基于Zigbee自组网技术的并能实现水质长期监测的PH值监测网络。

附图说明

图1为PH复合电极装置箱体的剖面图

图2为PH复合电极清洁与保养的细节图

图3为PH复合电极装置的原理框图

图4为全过程的流程图

图5为Zigbee树型网络拓扑结构图

1、机械臂；2、PH复合电极；3、太阳能光伏板；4、无线收发模块；5、蓄电池；6、中央控制模块；7、泡沫；8、浊度传感器；9、KCL标准样液池；10、11、12、15、16、20、均为水泵(未画出水管)；13、待测液体池14、液位计；17、导热硅胶；18、蓄海水池；19、蓄清水池；21、金属制成的冷凝板；22、带有电磁阀门的KCL补充液容器；23、协调节点；24、终端节点；25、路由节点。

如图所示：1、机械臂；2、通信天线；3、数据储存及ZigBee通信模块；4、中央控制模块；5、蓄电池；6、泡沫；7、浊度传感器；8、KCL标准样液池；9、10、11、14、15、19、均为水泵(未画出水管)；12、待测液体池13、液位计；16、导热硅胶；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金属制成的冷凝板；21、带有电磁阀门的KCL补充液容器；22、PH复合电极；23、ZigBee网络；24、系统中继传输模块；25、岸边数据接收装置

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过无线自组网实现数据传输的PH值监测网络，以满足海洋环境水质长期监测的需要。本发明的技术方案如下：

一种基于Zigbee自组网的PH值监测网络，包括多个PH复合电极装置，每个PH复合电极装置被视为一个传感器节点，并包括PH值采集模块、电极保养模块、清水采集模块、供电模块、无线收发模块和中央控制模块，其中，

PH值采集模块包括机械臂、固定于机械臂前端的PH复合电极、待测溶液池、进样水泵12、排样水泵11、冲洗水泵20，其中，进样水泵12用于将海水抽吸入待测溶液池，排样水泵11用于将海水排出待测液体池；机械臂用于将PH复合电极置于待测液体池内或将其抬高，PH复合电极测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵20抽吸抽吸清水并对抬高的PH复合电极进行清洗，经过清洗的PH复合电极被移至电极保养模块的KCL标准样液池中；

电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器、浊度传感器、KCL标准样液池、排污水泵10，浊度传感器用于检测KCL标准样液池内的标准样液受污染程度，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵10工作，排出KCL标准样液池内废液，位于KCL标准样液池上方的KCL补充液容器底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液；

清水采集模块包括导热硅胶、蓄海水池、蓄清水池、液位计、进水泵15、调节水泵15和冷凝板，进水泵15用于抽吸海水进入蓄海水池；导热硅胶的主体作为蓄海水池的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶还与太阳能光伏板连接，用于吸收热量；蓄海水池的上部斜向固定有冷凝板，冷凝板将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清水池中；液位计用于监测蓄清水池内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清水达到最小阈值，进水泵15工作；