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    重庆时时彩后三胆码表格: 一种基于ZIGBEE自组网的PH值监测网络.pdf

    关 键 词:
    一种 基于 ZIGBEE 组网 PH 监测 网络
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611042112.9

    申请日:

    2016.11.11

    公开号:

    CN106793177A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):H04W 84/18申请日:20161111|||公开
    IPC分类号: H04W84/18(2009.01)I; G08C17/02; G01N27/00; G01N27/26; G01N27/30; G01N27/38; H02J7/35 主分类号: H04W84/18
    申请人: 天津大学
    发明人: 邹强; 苏奇; 王念秋
    地址: 300072 天津市南开区卫津路92号
    优先权:
    专利代理机构: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 程毓英
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611042112.9

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种基于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???、电极保养???、清水采集???、供电???、无线收发??楹椭醒肟刂颇??。电极保养??榘ù械绱欧诺腒CL补充液容器、浊度传感器、KCL标准样液池、排污水泵,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??樵谧嵌却锏姐兄凳?,控制排污水泵工作,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。本发明可以长期监测大片水域。

    权利要求书

    1.一种基于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???、电极保养???、清水采集???、供电
    ???、无线收发??楹椭醒肟刂颇??,其中,
    PH值采集??榘ɑ当?、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???,在中央控制??榈目刂葡?,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??榈腒CL标准样液池中;
    电极保养???,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???br />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??榘ǖ既裙杞?、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???,中心控制??樵谇逅?br />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;
    供电??榘ㄌ裟芄夥搴托畹绯?,太阳能光伏板吸收光能转化为电能储存在蓄电
    池中为装置供电;
    中央控制???6)将PH复合电极(2)收集到的数据传输到无线收发???4)中,每个传
    感器节点都有无线收发???4),负责与其他节点进行通信与数据传输,根据自组网协议,
    每次数据传输动态指定其他节点为协调节点(23)、路由节点(25)和终端节点(24)。

    说明书

    一种基于Zigbee自组网的PH值监测网络

    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???;5、蓄电池;6、中央控
    制???;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???;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???;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???、电极保养???、清水采集???、供
    电???、无线收发??楹椭醒肟刂颇??,其中,

    PH值采集??榘ɑ当?、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???,在中央控制??榈目刂葡?,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??榈?br />KCL标准样液池中;

    电极保养???,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
    ??樵谧嵌却锏姐兄凳?,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??榘ǖ既裙杞?、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???,中心控制??樵谇逅?br />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;

    供电??榘ㄌ裟芄夥搴托畹绯?,太阳能光伏板吸收光能转化为电能储存在
    蓄电池中为装置供电;

    中央控制???将PH复合电极2收集到的数据传输到无线收发???中,每个传感
    器节点都有无线收发???,负责与其他节点进行通信与数据传输,根据自组网协议,每次
    数据传输动态指定其他节点为协调节点23、路由节点25和终端节点24。

    具体实施方式

    本发明的PH值监测网络,由若干个独立工作的PH复合电极装置构成,每个PH复合
    电极装置视为一个传感器节点。图1是PH复合电极装置的结构示意图,一种具备自动清洗与
    保养功能的PH复合电极装置,包括供电???,中央控制???,PH值采集???、电极保养???br />和清水采集???。下面将结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细说明。

    如图1所示,PH值采集??榘ɑ当?、PH复合电极2、待测溶液池13、水泵10、水
    泵11、水泵19。PH复合电极2由机械臂1控制进入待测液体池13,水泵11工作,海水进入待测
    液体池13,测得PH值传输至中央控制???。水泵12工作,排出海水?;当?将PH复合电极2
    抬高,水泵20工作,引出清水冲洗复合电极?;当?再将PH复合电极2移至KCL溶液池9中。

    如图2,为电极保养??橄附谕?,包括带有电磁阀门的KCL补充液容器22、浊度传感
    器8、KCL溶液池9、水泵10。海水中含微生物,水藻,工业废液等杂质,浊度传感器8即可检测
    标准样液受污染程度。浊度达到阈值时,KCL标准液已被污染,须更换。水泵10工作,排出废
    液。KCL补充液容器22底部的电磁阀门开启,释放KCL补充液。实现了KCL标准液的更新。

    如图1,右侧清水采集??榘ǖ既裙杞?7、蓄海水池18、蓄清水池19、液位计14、
    水泵15、水泵16和冷凝板21。水泵15工作,海水进入蓄海水池18。导热硅胶17连接太阳能光
    伏板2吸收热量,海水蒸发,遇冷凝板21凝结为液体,由于冷凝板21与光伏板2同角度倾斜,
    具有引流作用,凝结的清水流入蓄清水池19中。液位计14监测水量,清水量达到最大阈值
    后,水泵16开启,释放海水,不再进行蒸发冷凝,确保海水不会在箱体内结晶和污染。当清水
    达到最小阈值,水泵15工作,重复上述过程。

    如图1,供电??榘ㄌ裟芄夥?和蓄电池5。太阳能光伏板2吸收光能转化为
    电能储存在蓄电池5中为系统供电,以保证源源不断的供能。使用太阳能进行供电,既能保
    护环境、节约资源又极大延长了该装置在海上工作的时间。

    如图3所示,该装置通过中央控制??榭刂苹当墼俗?,利用PH复合电极2收集信
    息,将信息通过中央控制??榻写?,并存储于数据存储??橹?;利用浊度传感器和液位
    计收集数据,上传至中央控制??榉治鯧CL标准样液污染度和清水量是否达到阈值,并控制
    水泵和电磁阀门及时做出反应,完成了清水的自动采集和KCL溶液的自动更换,实现PH复合
    电极装置2的自动清洗与保养。

    中央控制???将PH复合电极2收集到的数据传输到无线收发???中,每个传感
    器节点都有无线收发???,负责与其他节点进行通信与数据传输。根据自组网协议,每次
    动态指定协调节点23、路由节点25和终端节点24。如图5所示,为某一次组网示意图。协调节
    点23、路由节点25和终端节点24均可进行水质监测,产生监测数据。于此同时,协调节点23
    负责确定本次组网的数据传输路径;路由节点负责数据中继传输;终端节点只负责产生监
    测数据。最终,数据被传送到岸上数据中心。

    关于本文
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