一种水质检测处理芯片，包括模拟前端部、主控制器部和通信部，所述模拟前端部包括数据采集接口、信号处理及采样电路、控制逻辑电路、光谱检测部、时钟电路和电源，主控制器部通过控制逻辑电路接收数据以及发送指令信号，无线通信部用于芯片与外部通讯。本实用新型专利技术芯片电路的设计考虑了数据在传输过程的中准确性，采用芯片封装结构，在电路设计上实现了小尺寸和低功耗，通过主控制器部和控制逻辑电路方便用户进行芯片的工作方式设置，能够满足水质检测设备小型化、智能化、低能耗的需求。
A chip for water quality detection and treatment
【技术实现步骤摘要】
一种水质检测处理芯片
本技术属于电子电路
，涉及水质检测，具体为一种水质检测处理芯片。
技术介绍
随着经济的发展，人口的增加，城市饮用水水源污染严重，居民生活饮用水安全受到威胁，人们越来越重视饮用水质。目前的滤水设备多为通过更换滤芯的方式来保持净水效果，而什么时候更换滤芯，或当前滤水质量如何并没有对应的专门装置。虽然水质检测设备众多，但检测设备大多各自独立，其检测结果难以集中统一管理，不便于使用，无法快速直观的显示水质。随着光谱分析检测手段、电化学检测手段等多种手段使用到水质检测工作中，水质检测对相应的检测设备所具有的性能提出了愈来愈多的要求，无论是微型化还是智能化的需要变得尤为迫切。
技术实现思路
本技术要解决的问题是：水质检测设备众多，需要提供一种设备能够集中汇总各类水质检测设备的检测数据，能应对包括光谱检测和电化学检测等多种检测手段的芯片设备，满足水质检测准确性、设备智能化、小型化的需求。本技术的技术方案为：一种水质检测处理芯片，包括模拟前端部、主控制器部和通信部，所述模拟前端部包括数据采集接口、信号处理及采样电路、控制逻辑电路、光谱检测部、时钟电路和电源，所述数据采集接口对应多种水质检测数据设有多个采集通道，数据采集接口的不同采集通道配置为电压放大器、电荷放大器或电流放大器这三种模式之一，数据采集接口的输出至信号处理及采样电路的输入，信号处理及采样电路的输出经控制逻辑电路传输至主控制器部，时钟电路用于给信号处理及采样电路和控制逻辑电路提供时钟信号，光谱检测部为一个由DAC控制的受控源电路，包括复用DAC电路和LED驱动器电路，控制逻辑电路连接复用DAC电路，LED驱动器电路用于驱动红外和/或紫外二极管，主控制器部通过控制逻辑电路接收模拟前端部的数据以及向模拟前端部发送指令信号，主控制器部连接通信部，通信部用于芯片与外部通讯。作为优选方式，所述数据采集接口具有多路采集通道，包括总溶解固体TDS水质测试数据采集接口、余氯数据采集接口、硬度数据采集接口、PH值数据采集接口、水温数据采集接口和液位数据采集接口、有机碳TOC数据采集接口和浊度NTU数据采集接口，每一路采集通道的输出设有跟随器电路，多路采集通道经对应通道数目的多路选择器连接至信号处理及采样电路。作为优选方式，光谱检测部还包括余氯电极驱动器电路。作为优选方式，信号处理及采样电路包括依次连接的工频基波陷波器、第一跟随器、工频一次谐波陷波器、第二跟随器、程控增益放大器、低通滤波器和ADC采样电路，经ADC采样电路的输出送入控制逻辑电路，程控增益放大器用于将ADC采样电路的输入调整为ADC采样电路的基准电压，低通滤波器作为抗混叠滤波器，第一跟随器和第二跟随器为电压跟随器。作为优选方式，所述控制逻辑电路与主控制器部之间通过SPI接口或8080并口连接。作为优选方式，所述主控制器部为一个32位MCU及其周边电路，所述周边电路包括时钟电路、复位电路、存储电路、第一外设总线、第二外设总线和电源，其中第一外设总线用于MCU连接芯片外设，包括GPIO、SPI、UART、TIM、看门狗、DMA和ADC，第二外设总线用于与模拟前端部的控制逻辑电路连接。进一步的，还为第一外设总线上的ADC开通独立的片上温度传感器检测通道，用于实时检测芯片温度，保证芯片的正常工作。作为优选方式，通信部为无限通信模块。作为优选方式，所述芯片为LQFP封装结构。本技术提供了一种水质检测处理芯片，提供了多种检测数据的输入接口，将它们采集预处理后，输入主控制器部中进行集中汇总，有利于快速实现对水质的全面检测，在对应各类外部水质传感器的同时，本技术还自带光谱检测手段，设计的光谱检测部电路配合数据采集接口可以实现一块芯片完成驱动检测设备和处理检测数据的工作，本技术在使用时，只需配设紫外/红外LED和光敏二极管，主控制器部通过控制逻辑电路驱动LED驱动器电路，激发外部配设的红外和/或紫外LED工作，数据采集接口对应连接光敏二极管，即可采集待检测液对紫外线/红外线的吸收量/吸散射量,用于完成有机碳TOC和浊度NTU的检测。本技术芯片电路的设计考虑了数据在传输过程的中准确性，采用芯片封装结构将信号的采集电路和处理电路集中在一起，在电路设计上实现了小尺寸和低功耗，通过主控制器部和控制逻辑电路方便用户进行芯片的工作方式设置，能够满足水质检测设备小型化、智能化、低能耗的需求。附图说明图1为本技术的芯片结构示意图。图2为本技术芯片的模拟前端部的电路示意图。图3为本技术芯片的主控制器部的电路示意图。图4为本技术芯片在光谱法检测TOC和NTU时的使用示意图。图5为本技术芯片在电极法检测PH值、余氯以及水硬度时的使用示意图。图6为本技术芯片在检测TDS时的使用示意图。图7为本技术芯片在检测水温时的使用示意图。具体实施方式本技术提出一种水质检测处理芯片，实现一种专用芯片，具体说明如下。如图1所示，本技术芯片包括模拟前端部、主控制器部和通信部，所述模拟前端部包括数据采集接口、信号处理及采样电路、控制逻辑电路、光谱检测部、时钟电路和电源，所述数据采集接口对应多种水质检测数据设有多个采集通道，数据采集接口的不同采集通道配置为电压放大器、电荷放大器或电流放大器这三种模式之一，数据采集接口的输出至信号处理及采样电路的输入，信号处理及采样电路的输出经控制逻辑电路传输至主控制器部，时钟电路用于给信号处理及采样电路和控制逻辑电路提供时钟信号，光谱检测部为一个由DAC控制的受控源电路，包括复用DAC电路和LED驱动器电路，控制逻辑电路连接复用DAC电路，LED驱动器电路用于驱动红外和/或紫外二极管，主控制器部通过控制逻辑电路接收模拟前端部的数据以及向模拟前端部发送指令信号，主控制器部连接通信部，通信部用于芯片与外部通讯。如图2所示，具体说明本技术的模拟前端部。现有水质检测设备多种多样，本技术芯片提供了专用采集电路，所述数据采集接口具有多路采集通道，多路采集通道经对应通道数目的多路选择器连接至信号处理及采样电路，通过多路选择器实现分时复用技术，多路选择器具有低导通电阻以及较高的隔离度，数据采集接口至少包括总有机碳TOC数据接口和浊度NTU数据接口、总溶解固体TDS水质测试数据采集接口、余氯数据采集接口、硬度数据采集接口、PH值数据采集接口、水温数据采集接口和液位数据采集接口等。在本技术的结构下，对应于不同的数据信号来源，在实施时使用者可自行通过主控器部对芯片进行配置，每一通道都可由主控制器部通过控制逻辑电路配置为电压放大器、电荷放大器或电流放大器这三种模式之一，另外每一路输出由跟随器跟随输出以隔离内部电路。进一步的，光谱检测部还包括余氯电极驱动器电路，数据采集接口对应包括余氯数据接口。由于本技术提供的各类接口和驱动电路，配合本技术芯片，可以进一步简化检测设备的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水质检测处理芯片，其特征是包括模拟前端部、主控制器部和通信部，所述模拟前端部包括数据采集接口、信号处理及采样电路、控制逻辑电路、光谱检测部、时钟电路和电源，所述数据采集接口对应多种水质检测数据设有多个采集通道，数据采集接口的不同采集通道配置为电压放大器、电荷放大器或电流放大器这三种模式之一，数据采集接口的输出至信号处理及采样电路的输入，信号处理及采样电路的输出经控制逻辑电路传输至主控制器部，时钟电路用于给信号处理及采样电路和控制逻辑电路提供时钟信号，光谱检测部为一个由DAC控制的受控源电路，包括复用DAC电路和LED驱动器电路，控制逻辑电路连接复用DAC电路，LED驱动器电路用于驱动红外和/或紫外二极管，主控制器部通过控制逻辑电路接收模拟前端部的数据以及向模拟前端部发送指令信号，主控制器部连接通信部，通信部用于芯片与外部通讯。/n
【技术特征摘要】
1.一种水质检测处理芯片，其特征是包括模拟前端部、主控制器部和通信部，所述模拟前端部包括数据采集接口、信号处理及采样电路、控制逻辑电路、光谱检测部、时钟电路和电源，所述数据采集接口对应多种水质检测数据设有多个采集通道，数据采集接口的不同采集通道配置为电压放大器、电荷放大器或电流放大器这三种模式之一，数据采集接口的输出至信号处理及采样电路的输入，信号处理及采样电路的输出经控制逻辑电路传输至主控制器部，时钟电路用于给信号处理及采样电路和控制逻辑电路提供时钟信号，光谱检测部为一个由DAC控制的受控源电路，包括复用DAC电路和LED驱动器电路，控制逻辑电路连接复用DAC电路，LED驱动器电路用于驱动红外和/或紫外二极管，主控制器部通过控制逻辑电路接收模拟前端部的数据以及向模拟前端部发送指令信号，主控制器部连接通信部，通信部用于芯片与外部通讯。
2.根据权利要求1所述的一种水质检测处理芯片，其特征是所述数据采集接口具有多路采集通道，包括总溶解固体TDS水质测试数据采集接口、余氯数据采集接口、硬度数据采集接口、PH值数据采集接口、水温数据采集接口和液位数据采集接口、有机碳TOC数据采集接口和浊度NTU数据采集接口，每一路采集通道的输出设有跟随器电路，多路采集通道经对应通道数目的多路选择器连接至信号处理及采样电路。
3.根据权利要求2所述的一种水质检测处理芯片，其特征是光谱检测部还包括余氯电极驱动器电路。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李智强，王翀，
申请(专利权)人：深圳一目科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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