[实用新型]一种基于窄带物联网的在线荧光法溶解氧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水体溶解氧参数监测、无线通讯等技术领域，特别是一种基于窄带物联网的在线荧光法溶解氧装置。

背景技术

近几年水体环境的污染问题日趋严重，在生态环境监测、水产养殖等领域，以及科研领域，通过测量掌握实时的水体溶解氧已经变得很重要，而且类似市政和工业废水中的在线监督测量可以为执法者提供一个很好的动态参考指标。

传统的水体溶解氧采用极谱法和原电池法电极测量溶解氧，近几年也开始使用荧光法原理的电极，通常这类测量仪器都是通过一个带外接电源的采集器结合一个电极进行采集，并通过液晶屏显示输出，实时在线类型的溶解氧测量仪器则是增加一个GPRS模块或者3G/4G模块进行传输，也有通过短距离通讯组网（比如ZigBee）再通过数据集中器或中心节点进行集中远传。

如上所述的传统的在线溶解氧测量仪器或设备，通常都有功耗大需要外供电源或者通讯距离短需要额外配置相关数据远传设备等缺陷，不但硬件成本开支多，维护量也同步增多。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于窄带物联网的、通过电池可长时间使用的、可在线监测并无线远距离传输的低功耗在线荧光法溶解氧装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种基于窄带物联网的在线荧光法溶解氧装置，通过荧光猝熄原理，用于水体溶解氧含量的定性测量，包括有荧光法测量探头、光信号放大模块、光信号转换模块、电池模块、中央处理单元，及与所述中央处理单元相连的无线通讯模组、电源管理模块、大气压模块、温度传感器、A/D转换模块。

进一步地，所述荧光法测量探头与光信号放大模块相连，所述光信号放大模块与所述光信号转换模块相连，所述光信号转换模块与所述A/D转换模块相连。

进一步地，所述电池模块与所述电源管理模块相连，为所述中央处理单元、所述无线通讯模组、所述大气压模块、所述温度传感器、所述A/D转换模块、所述光信号转换模块、光信号放大模块及所述荧光法测量探头供电。

进一步地，所述无线通讯模组是一种低功耗的窄带物联网通讯模组，所述窄带物联网通讯模组还包括有NB-IOT模块，以及eSIM卡，所述无线通讯模组用于与远程平台通讯连接传输测量数据。

进一步地，所述eSIM卡也可以是SIM卡或者软SIM卡。

进一步地，所述无线通讯模组也可以是包括NB-IOT/eMTC/GSM单模或多模的通讯模组，并不局限于单独的NB-IOT模块或其他窄带物联网通讯模组。

进一步地，所述荧光法测量探头是一种基于荧光猝熄原理的溶解氧传感器，用于测量水体溶解氧参数含量，所述溶解氧传感器包括有聚酯箔片、红光LED、红光滤光片、蓝光LED、蓝光滤光片、感光器、蓝宝石光窗，所述聚酯箔片需要定期更换。

进一步地，所述荧光法测量探头在发光二极管激发下产生荧光，而所述荧光会被水体中的氧所猝灭，水体溶解氧浓度越大，猝灭程度越大，猝灭后的光学信号通过所述光信号放大模块放大及所述光信号转换模块处理后，进入所述A/D转换模块，并经过所述中央处理单元处理计算为数字信号，再通过所述无线通讯模组无线上传至远程平台。

进一步地，所述温度传感器内置于所述荧光法测量探头中，用于测量水体温度，同时所测温度值用于对所述荧光法溶解氧装置的溶解氧测量值进行温度补偿。

进一步地，所述温度传感器优选采用单总线型的DS18B20温度传感器。

进一步地，所述大气压模块采用BMP180型号压力传感器，测量大气压力及环境温度，用于对所述荧光法溶解氧装置的溶解氧测量值进行压力补偿。

进一步地，所述大气压模块还可以是型号为GY65的大气压模块。

进一步地，所述中央处理单元是一种低功耗的微处理器(Central Processing Unit，CPU)。

进一步地，所述低功耗的微处理器优选内置数据储存单元的ARM内核的低功耗系列微处理器。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过使用低功耗的窄带物联网技术及采用低功耗的微处理器，通过电池供电就可以长时间使用，选用合适电池可使用长达十年以上，不用外接电源；

（2）减少硬件成本开支，无需再配备数据集中远传设备，也不外拉电源导线；