一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及水质自动监测系统领域，公开了一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法，包括：水质检测单元、信号调理单元、中转控制单元、无线传输单元、信号缓存单元、以及控制单元；其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块；本发明专利技术在河流上会设有多个子检测节点，每个子检测节点设有水质指标传感器和流量传感器，检测信号利用信号处理模块中先进行信号转换，同时利用信号放大模块进行信号一次放大和二次放大，同时利用跟随器进行信号缓冲，隔离，提高承载能力的作用，最后通过滤波输出模块可以消除信号中的杂波，从而可以有效的提高检测信号的稳定性与准确性。的稳定性与准确性。的稳定性与准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法


[0001]本专利技术涉及水质自动监测系统领域，公开了一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法。

技术介绍

[0002]水是生命的源泉，人类的生存发展每时每刻都离不开水。我国地表水资源总量位列世界第六，但由于我国人口总数庞大，人均水资源量只达到世界平均水平的；加之我国水资源分布严重不均，生活污水、工业废水排放总量巨大，水环境问题长期困扰着国家环保部门。
[0003]水环境是指湖泊、河流、海洋等水质所处环境，水环境的变化将会对水质产生严重的影响。通过对水质的物理性质和化学性质的检测来判断水环境是否受到污染。水环境是生态系统不可分割的一部分，是人类生存和发展的依靠，然而随着人类科技的进步，水环境受到的污染日益严重。
[0004]水质自动监测技术在我国迅速发展，经过十几年的建设，国家环境管理部门已经实现了对全国大江大河水质的自动实时监测与监控; 各地方省市除建设了对辖区水体水质的自动监测系统，还有针对性地建设了用于水环境生态补偿、监控重点流域水环境污染治理达标以及饮用水源地水质的自动监测站。
[0005]现有技术中的水质自动监测系统，在进行河流水质检测时，由于天气的情况和水流速度大小的不同，从而会产生噪声，从而对水质检测信号传输增大干扰和降低检测准确性，同时在进行检测信号传输时，由于传输信号频率的不同，传输信号会进行干扰，从而导致传输速率下降。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：提供一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路及处理方法，以解决上述问题。
[0007]技术方案：一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，包括：水质检测单元，用于进行河流水质的氢离子浓度指数、电导率指数、溶氧度指数、水流速度指数的检测；信号调理单元，用于进行水质各项检测信号的调节，从而使检测信号传输更加稳定；中转控制单元，用于进行此时水质质量的比较，当水质质量不符合工作标准时，进行水质检测信号直接传输至控制单元；当水质质量符合工作标准时，进行水流速度比较；当水流速度超出工作阈值，则进行水流速度检测信号直接传输至信号缓存单元；无线传输单元，进行检测信号进行无线传输，且分别进行上下层的传输，上层信号传输至控制单元，下层信号传输至信号缓存单元；信号缓存单元，进行水流流速检测信号的缓冲保存，同时对不同时间，不同水流流速的检测指标传输至物联网云系统；
控制单元，进行接收水质检测信号，并进行信号分析，从而将信号传送至控制终端，同时利用时基序列对传感器进行发送不定时工作指令；其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块。
[0008]在一个实施例中，所述I/V转换模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、二极管D1、二极管D2、放大器U2A、电阻R11、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、三极管Q2、稳压管D3、基准稳压源U3、基准稳压源U4；所述电阻R2的一端与所述电阻R3的一端连接且输入信号，所述三极管Q1的发射极同时与所述电阻R2的另一端和所述电阻R1的一端连接，所述放大器U1A的2号引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述放大器U1A的1号引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述放大器U1A的3号引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R7的一端同时与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电容C1的一端同时与所述电阻R3的另一端和所述二极管D2的负极连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D2的正极连接且接地，所述二极管D1的正极同时与所述二极管D2的负极和所述放大器U2A的3号引脚连接，所述放大器U2A的1号引脚同时与所述电容C2的一端和所述三极管Q2的基极连接，所述放大器U2A的2号引脚同时与所述电容C2的另一端和所述三极管Q2的发射极连接且接地，所述放大器U2A的4号引脚同时与所述放大器U1A的4号引脚、所述电阻R6的另一端、所述电阻R8的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述放大器U2A的8号引脚同时与所述放大器U1A的8号引脚、所述电阻R11的一端和所述基准稳压源U4的1号引脚连接且输入工作电压，所述基准稳压源U3的1号引脚同时与所述电阻R9的一端、所述电阻R10的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述基准稳压源U3的2号引脚同时与所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端连接且接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R4的另一端连接且输入电压，所述基准稳压源U4的2号引脚同时与所述电阻R11的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述基准稳压源U4的3号引脚同时与稳压管D3的负极和所述基准稳压源U3的1号引脚连接且接地，所述三极管Q2的集电极输出信号。
[0009]在一个实施例中，所述信号放大模块包括：电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R12、电阻R16、电阻R18、电阻R17、可调电阻RV1、放大器U5A、放大器U6A、放大器U7A、电容C3；其中，所述放大器U5A的2号引脚同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5A的3号引脚同时与所述电阻R14的一端和所述电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端输入信号，所述电阻R14的另一端输入基准电压，所述电阻R15的另一端接地，所述放大器U5A的1号同时与所述电阻R12的另一端和所述电阻R16的一端连接，所述放大器U6A的2号引脚同时与所述电阻R16的另一端和所述可调电阻RV1的一端连接，所述放大器U6A的3号引脚与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U6A的1号引脚同时与所述电阻R17的一端和所述可调电阻RV1的控制端、另一端连接，所述放大器U6A的8号引脚与所述电容C3的一端连接且输入电压，所述电容C3的另一端连接，所述放大器U6A的4号引脚接地，所述放大器U7A的3号引脚与所述电阻R17的另一端连接，所述放大器U7A的1号引脚与2号引脚连接且输出。
[0010]在一个实施例中，所述滤波输出模块包括：电容C9、电容C8、电阻R19、电容C5、电容C4、二极管D7、二极管D6、运算放大器U8A、二极管D4、二极管D5、电容C7、电容C6、电容C10、电容C11、二极管D9、二极管D8、运算放大器U8B；
其中，所述运算放大器U8A的3号引脚同时与所述电容C8的一端和所述电阻R19的一端连接，所述运算放大器U8A的2号引脚同时与所述二极管D7的正极和所述二极管D6的正极连接，所述运算放大器U8A的4号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压，所述运算放大器U8A的8号引脚与所述电容C5的一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R19的另一端与所述电容C9的一端且输入信号，所述电容C8的另一端接地，所述二极管D7的负极接地，所述二极管D7的负极与所述电容C9的另一端连接，所述运算放大器U8A的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，包括：水质检测单元，用于进行河流水质的氢离子浓度指数、电导率指数、溶氧度指数、水流速度指数的检测；信号调理单元，用于进行水质各项检测信号的调节，从而使检测信号传输更加稳定；中转控制单元，用于进行此时水质质量的比较，当水质质量不符合工作标准时，进行水质检测信号直接传输至控制单元；当水质质量符合工作标准时，进行水流速度比较；当水流速度超出工作阈值，则进行水流速度检测信号直接传输至信号缓存单元；无线传输单元，进行检测信号进行无线传输，且分别进行上下层的传输，上层信号传输至控制单元，下层信号传输至信号缓存单元；信号缓存单元，进行水流流速检测信号的缓冲保存，同时对不同时间，不同水流流速的检测指标传输至物联网云系统；控制单元，进行接收水质检测信号，并进行信号分析，从而将信号传送至控制终端，同时利用时基序列对传感器进行发送不定时工作指令；其中，信号调理单元，包括：I/V转换模块、信号放大模块、以及滤波输出模块。2.根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述I/V转换模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、二极管D1、二极管D2、放大器U2A、电阻R11、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、三极管Q2、稳压管D3、基准稳压源U3、基准稳压源U4；所述电阻R2的一端与所述电阻R3的一端连接且输入信号，所述三极管Q1的发射极同时与所述电阻R2的另一端和所述电阻R1的一端连接，所述放大器U1A的2号引脚与所述电阻R1的另一端连接，所述放大器U1A的1号引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述放大器U1A的3号引脚与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R7的一端同时与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R7的另一端接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述电容C1的一端同时与所述电阻R3的另一端和所述二极管D2的负极连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D2的正极连接且接地，所述二极管D1的正极同时与所述二极管D2的负极和所述放大器U2A的3号引脚连接，所述放大器U2A的1号引脚同时与所述电容C2的一端和所述三极管Q2的基极连接，所述放大器U2A的2号引脚同时与所述电容C2的另一端和所述三极管Q2的发射极连接且接地，所述放大器U2A的4号引脚同时与所述放大器U1A的4号引脚、所述电阻R6的另一端、所述电阻R8的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述放大器U2A的8号引脚同时与所述放大器U1A的8号引脚、所述电阻R11的一端和所述基准稳压源U4的1号引脚连接且输入工作电压，所述基准稳压源U3的1号引脚同时与所述电阻R9的一端、所述电阻R10的一端和所述基准稳压源U3的3号引脚连接，所述基准稳压源U3的2号引脚同时与所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端连接且接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R4的另一端连接且输入电压，所述基准稳压源U4的2号引脚同时与所述电阻R11的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述基准稳压源U4的3号引脚同时与稳压管D3的负极和所述基准稳压源U3的1号引脚连接且接地，所述三极管Q2的集电极输出信号。3.根据权利要求1所述的一种基于河流水质自动监测系统的信号处理电路，其特征在于，所述信号放大模块包括：电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R12、电阻R16、电阻R18、电阻R17、可调电阻RV1、放大器U5A、放大器U6A、放大器U7A、电容C3；
其中，所述放大器U5A的2号引脚同时与所述电阻R13的一端和所述电阻R12的一端连接，所述放大器U5A的3号引脚同时与所述电阻R14的一端和所述电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端输入信号，所述电阻R14的另一端输入基准电压，所述电阻R15的另一端接地，所述放大器U5A的1号同时与所述电阻R12的另一端和所述电阻R16的一端连接，所述放大器U6A的2号引脚同时与所述电阻R16的另一端和所述可调电阻RV1的一端连接，所述放大器U6A的3号引脚与所述电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端接地，所述放大器U6A的1号引脚同时与所述电阻R17的一端和所述可调电阻RV1的控制端、另一端连接，所述放大器U6A的8号引脚与所述电容C3的一端连接且输入电压，所述电容C3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于义勇，孙林，余志刚，
申请(专利权)人：海德星科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：