一种基于NB-IoT的小型化pH智能板制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于NB‑IoT的小型化pH智能板，包括有处理器单元、NB‑IoT单元、信号调理单元，所述信号调理单元包括有高阻抗运放单元、二级运放单元及ADC处理单元，所述高阻抗运放单元连接有用于测量水体pH值的传感器单元。本实用新型专利技术基于NB‑IoT通讯且设置板载PCB天线或者陶瓷天线，通讯传输稳定、功耗低、尺寸小、成本低，便于小型化处理及防水处理，用于集成嵌套使用，同时结合服务器管理平台，以NB‑IoT下发数据或者指令的方式，实现远程的数据校准或者温度补偿，具备一定的经济性和实用性。

A miniaturized pH intelligent board based on Nb IOT

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT的小型化pH智能板
本技术涉及水质监测设备
，尤其涉及一种基于NB-IoT的小型化pH智能板。
技术介绍
在水产养殖、智能渔业等领域，水体的酸碱度检测非常关键，但是，现实的养殖生产经营活动中，更多依赖于养殖技术员的个人经验主观判断，或者是结合一些手持仪器进行辅助检测，特别是水质pH指标的检测更是如此。这种人工的、不连续的检测并不能对水质变化的趋势能有所掌握或者是及时掌握，容易造成判断失误或者延误处理的时机。在现有技术中，也有采用远程通讯的方式实现pH的在线检测，通常是采用GPRS方式，由于传统的GPRS通讯方式存在功耗高、通讯不稳定等情况，不但对供电电源的要求高，也对使用场景或者区域有所限制，当信号偏弱时，GPRS通讯连接时会重复进行通讯附着等操作，造成较大的功耗浪费，或者无法上报数据，一般还需要设置大容量的存储器以及时钟模块，用于存储通讯无法连接时的数据，包括日期时间及对应的测量数据，等待通讯正常连接后，一次性上报所有数据。这种技术实现增加硬件成本和难度，功耗又高，通讯还不稳定，缺陷还是很明显的。同时，在现有技术中，pH的温补或者校准，通常是在本地执行，通过人工调节电位器实现，操作繁琐，无法对同一区域内的设备进行统一的温补或者校准操作。
技术实现思路
本技术针对上述技术问题做出改进，即本技术所要解决的技术问题是提供一种基于NB-IoT无线通讯的、低功耗的的小型化pH智能板，可用于在水质检测设备中嵌套使用，并且可以通过NB-IoT异地远程通讯校准。为了解决上述技术问题，本技术的一种技术方案是：一种基于NB-IoT的小型化pH智能板，其特征在于，所述小型化pH智能板包括有处理器单元，及与所述处理器单元连接的NB-IoT单元、信号调理单元。所述信号调理单元连接有传感器单元，所述传感器单元放置于水体中，用于测量水体的pH值；所述传感器单元采集的水体水质信号经所述信号调理单元处理后，送到所述处理器单元进行运算，并将运算结果通过所述NB-IoT单元对外发送。进一步地，所述信号调理单元包括有高阻抗运放单元、二级运放单元及ADC处理单元，所述高阻抗运放单元连接所述二级运放单元，所述二级运放单元连接所述ADC处理单元，所述ADC处理单元连接所述处理器单元。进一步地，所述小型化pH智能板还设有供电单元，所述供电单元连接有电源管理单元。优选地，所述高阻抗运放单元选用型号为CA3260的运算放大器。进一步地，所述小型化pH智能板包括有PCB板，所述PCB板上设有板载PCB天线，所述板载PCB天线与所述NB-IoT单元连接。进一步地，所述NB-IoT单元包括有NB-IoT模组和eSIM卡，所述eSIM卡与所述NB-IoT模组连接。优选地，所述处理器单元采用基于ARM内核的低功耗微处理器。与现有的技术相比，本技术具有以下有益效果：（1）基于NB-IoT通讯，相对于传统的GPRS方式，功耗更低，数据传输稳定；（2）通过设置板载PCB天线或者陶瓷天线，可以方便将将所述pH智能板小型化处理及防水处理，便于集成布置到其他水质参数监测的设备壳体中，也可以当成其他水质参数监测的一个集成模块；（3）结合在服务器管理平台上设置异地校准补偿单元，以NB-IoT下发数据或者指令的方式，可实现远程的数据校准或者温度补偿，更加方便实用，也可以节省成本；（4）采集、补偿及校准没有繁琐的操作过程，尺寸小、功耗低、成本低并且通过远程无线反馈测量数据，适合在水质检测设备中嵌套使用，具备一定的经济性和实用性，值得推广使用。附图说明图1为本技术实施例的基于NB-IoT的小型化pH智能板的主要硬件组成框图及其中的信号调理单元的内部组成框图。图2为本技术实施例的基于NB-IoT的小型化pH智能板的系统组成结构示意图。图3为本技术实施例的基于NB-IoT的小型化pH智能板的硬件组成连接示意图。图4为本技术实施例的基于NB-IoT的小型化pH智能板的壳体封装结构示意图之一。图1中：1-处理器单元、2-NB-IoT单元、3-信号调理单元、4-传感器单元、5-供电单元、301-高阻抗运放单元、302-二级运放单元、303-ADC处理单元、501-电源管理单元。图2中：200-服务器管理平台、100-pH智能板、4-传感器单元。图3中：2-NB-IoT单元、201-板载PCB天线、1-处理器单元、4-传感器单元、401-BNC接口、402-导线、301-高阻抗运放单元、302-二级运放单元、303-ADC处理单元。图4中：600-壳体、5-供电单元、401-BNC接口。具体实施方式下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，附图是本技术一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他形式的附图。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本技术描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下文的公开提供了不同的实施方式或者实施例，为了简化本技术的公开，下文中对特定实施例的部件和设置进行描述。如图1所示，一种基于NB-IoT的小型化pH智能板，包括有处理器单元1，及与所述处理器单元1连接的NB-IoT单元2、信号调理单元3；所述信号调理单元3连接有传感器单元4，所述传感器单元4放置于水体中，用于测量水体的pH值；所述传感器单元4采集的水体水质信号经所述信号调理单元3处理后，送到所述处理器单元1进行运算，并将运算结果通过所述NB-IoT单元2对外发送。所述处理器单元1优先采用基于ARM内核的低功耗微处理器。所述信号调理单元3包括有高阻抗运放单元301、二级运放单元302及ADC处理单元303，所述高阻抗运放单元301连接所述二级运放单元302，所述二级运放单元302连接所述ADC处理单元303，所述ADC处理单元303连接所述处理器单元1。在本实施例中，所述传感器单元4的输出信号连接至所述高阻抗运放单元301，经所述高阻抗运放单元301处理后进入所述二级运放单元302，所述二级运放单元302还进行了电压跟随设置，最终的电压信号再进入所述ADC处理单元303。其中，所述传感器单元4的输出信号包括有待测量的指示电极和参比电极两种信号，分别进入所述高阻抗运放单元301进行了第一级的大增益信号放大，并经所述二级运放单元302进行了小增益的信号放大，在信号传输过程中还经过多级的滤波处理。在本实施例中，所述小型化pH智能板还设有供电单元5，所述供电单元5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IoT的小型化pH智能板，其特征在于，所述小型化pH智能板包括有处理器单元（1），及与所述处理器单元（1）连接的 NB-IoT单元（2）、信号调理单元（3）；/n所述信号调理单元（3）连接有传感器单元（4），所述传感器单元（4）放置于水体中，用于测量水体的pH值；所述传感器单元（4）采集的水体水质信号经所述信号调理单元（3）处理后，送到所述处理器单元（1）进行运算，并将运算结果通过所述NB-IoT单元（2）对外发送。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT的小型化pH智能板，其特征在于，所述小型化pH智能板包括有处理器单元（1），及与所述处理器单元（1）连接的NB-IoT单元（2）、信号调理单元（3）；
所述信号调理单元（3）连接有传感器单元（4），所述传感器单元（4）放置于水体中，用于测量水体的pH值；所述传感器单元（4）采集的水体水质信号经所述信号调理单元（3）处理后，送到所述处理器单元（1）进行运算，并将运算结果通过所述NB-IoT单元（2）对外发送。


2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的小型化pH智能板，其特征在于，所述信号调理单元（3）包括有高阻抗运放单元（301）、二级运放单元（302）及ADC处理单元（303），所述高阻抗运放单元（301）连接所述二级运放单元（302），所述二级运放单元（302）连接所述ADC处理单元（303），所述ADC处理单元（303）连接所述处理器单元（1）。


3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华坚，华彬彬，
申请(专利权)人：福建海纳欣生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35