一种基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置，包括pH值传感器模块、浊度传感器模块、温度传感器模块、主控芯片、自唤醒电路和外部定时器，其中，pH值传感器模块包括PH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，在PH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围，用于使得超声波模块(2)生成的超声波在电极球泡(3)表面附近形成震荡；当到达基准时间间隔后，外部定时器溢出，自唤醒电路感知到外部定时器溢出之后，向主控芯片传送采集海洋水质信息的唤醒信号；本发明专利技术可以延长集成传感器有效工作时长。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及海洋水质监测领域，尤其涉及海洋水质传感器装置领域。
技术介绍
海洋污染是一个国际性的问题。保护海洋环境，防止海洋污染是各国的共同要求。海洋污染的特点是污染源广，有毒有害物质的种类多，扩散范围大，危害深远，控制复杂，治理难度大。因此，海洋污染比起陆上的其它环境污染要严重和复杂。为了更好的保护和利用海洋，对海洋环境数据的采集和分析是重中之重。目前海洋环境监测技术发展迅速，监测技术朝着集成化、实时化和智能化不断发展。但目前海洋环境下集成传感的应用还存在两个瓶颈问题：1.无法长时间连续工作，因为大多数传感器，例如pH值传感器，很容易被海水中的污染物附着而使其失效；2.传感器携带电池电量有限，集成传感器的连续工作时长受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以降低传感器能耗并延长传感器有效工作时间的海洋水质传感器装置。本专利技术的技术方案如下：一种基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置，包括pH值传感器模块、浊度传感器模块、温度传感器模块、主控芯片、自唤醒电路和外部定时器，其中，浊度传感器利用浸入海水表面的浊度传感器采集海水的浊度信息；温度传感器模块利用温度传感器采集海水表面的温度信息；pH值传感器模块采集海水pH值，各个传感器采集的数据被送入主控芯片；所述的pH值传感器模块包括PH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，其特征在于，在PH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围，用于使得超声波模块(2)生成的超声波在电极球泡(3)表面附近形成震荡；当到达基准时间间隔后，外部定时器溢出，自唤醒电路感知到外部定时器溢出之后，向主控芯片传送采集海洋水质信息的唤醒信号。本专利技术的基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置可以利用外部定时器实现定时自唤醒，采集数据之后再次自动进入睡眠状态，达到节省该传感器系统电能的目的，同时pH计的自清洁装置可以使pH计长期稳定工作。附图说明图1是自唤醒传感器装置的电路原理框图；图2是自唤醒传感器的工作流程图。图3为pH传感器的示意图；图4为pH传感器的局部放大示意图。1pH计主体；2超声波单元；3电极球泡；4辐射平板具体实施方式本实施例为用于海洋水质长期监测的集成传感器装置。如图1所示为基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置的电路原理框图。包括pH值传感器模块、浊度传感器模块、温度传感器模块、信号放大电路、AD转换电路、存储单元、主控芯片、稳压电路、自唤醒电路、外部定时器和电源组成。传感器节点采集水质信息并通过无线信号向外传输；浊度传感器模块通过浊度传感器将浊度数据传回控制主板；温度传感器模块通过温度传感器将环境温度数据传回控制主板；信号放大电路可以采集传感器模块产生的微弱信号并加以放大和滤波，输出至AD转换电路将模拟信号转换为数字信号；主控芯片接收到AD转换电路传输的数字信号后，将数据存储在存储单元中；电源通过稳压电路为主控芯片提供电能。如图2所示为自唤醒传感器的工作流程图。所述外部定时器中存储了唤醒的基准时间间隔为1小时，即每小时传感器装置采集一次海水水质信息。当到达基准时间间隔后，定时器溢出，自唤醒电路感知到定时器溢出后便向主控芯片输出一个上升沿电平，主控芯片开始控制传感器系统采集水质参数。数据采集完成后，定时器归零后，芯片再次进入休眠状态，等待下一次唤醒，如此往复。如图3所示为pH传感器，即pH计，的结构示意图，pH计包括pH计主体1、超声波单元2、pH计电极球泡3和超声波辐射平板4。pH计主体1内部为含饱和AgCl的3mol/L kcl缓冲溶液，pH值为7。正常情况下，待测溶液中的H离子可以通过pH计电极球泡3进入到pH计主体1内部，pH计主体1内部的电极会检测到电位变化，从而得出待测溶液的pH值。当pH计电极球泡3表面被待测溶液污染时，H离子通道会被堵塞，pH计便检测不到电位变化，即无法正确检测pH值。本专利技术在pH计主体1靠近电极球泡3的位置固定有超声波单元2。超声波单元2包括超声波发生器和超声波换能器，本专利技术采用的发射超声波的辐射天线为平板天线，由两个相对的平板构成，称之为辐射平板4。超声波发生器包括振荡器、电源、放大器和匹配器。超声波发生器用来产生超声频电能，在超声波发生器中，振荡器产生一定频率的信号，放大器将其放大到一定功率输出，通过匹配器进行阻抗匹配并
通过功放输出。参见图4，超声波单元2产生超声波信号，并通过超声波辐射平板4的发射，对pH计电极球泡3表面附近的溶液进行震荡，使其球泡3表面的污染物脱离，释放H离子通道，使pH计恢复灵敏。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置，包括pH值传感器模块、浊度传感器模块、温度传感器模块、主控芯片、自唤醒电路和外部定时器，其中，浊度传感器利用浸入海水表面的浊度传感器采集海水的浊度信息；温度传感器模块利用温度传感器采集海水表面的温度信息；pH值传感器模块采集海水pH值，各个传感器采集的数据被送入主控芯片；所述的pH值传感器模块包括PH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，其特征在于，在PH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围，用于使得超声波模块(2)生成的超声波在电极球泡(3)表面附近形成震荡；当到达基准时间间隔后，外部定时器溢出，自唤醒电路感知到外部定时器溢出之后，向主控芯片传送采集海洋水质信息的唤醒信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于定时器自唤醒机制的海洋水质传感器装置，包括pH值传感器模块、浊度传感器模块、温度传感器模块、主控芯片、自唤醒电路和外部定时器，其中，浊度传感器利用浸入海水表面的浊度传感器采集海水的浊度信息；温度传感器模块利用温度传感器采集海水表面的温度信息；pH值传感器模块采集海水pH值，各个传感器采集的数据被送入主控芯片；所述的pH值传感器模块包括PH计主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹强，苏奇，马建国，付超，莫申童，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12