一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，包含监控终端以及分别与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、按键输入模块、无线通信模块、电源模块本发明专利技术通过无线传感器网路实时采集土壤的各项参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入工业水质监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便。

Intelligent monitoring system for soil mercury metal ion concentration

The invention discloses a soil mercury metal ion concentration intelligent monitoring system, including monitoring terminal and respectively connected to a plurality of data acquisition terminal, the data acquisition terminal comprises an ion concentration detection module, analog-to-digital converter, amplifier module, data processing module, key input module, wireless communication module, power supply module of the invention the parameters of soil real-time acquisition of wireless sensor network, which has the characteristics of low price, small volume, convenient and flexible networking, wireless sensor network is introduced into industrial water quality monitoring system, give full play to the advantages of wireless sensor network, through real-time monitoring of the environment for community residents to provide convenient.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种离子浓度检测系统，尤其涉及一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，属于自动检测控制领域。
技术介绍
重金属指比重大于5的金属,（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）约有45种,如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等.尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。如汞中毒的临床表现有,全身症状为头痛、头昏、乏力、发热.口腔及消化道症状表现为齿龈红肿酸痛、糜烂出血、牙齿松动、龈槽溢脓,口腔有臭味,并有恶心、呕吐、食欲不振、腹痛、腹泻.皮肤接触可出现红色斑丘疹,以四肢及头面部分布较多。少数患者可有肾损害,个别严重者可有咳嗽、胸痛、呼吸困难、绀紫等急性间质性肺炎的表现。农用土壤是受人类活动强烈影响的一类特殊土壤，其环境质量与人们的身体健康密切相关。土壤污染源主要来自工业“三废”和农药、化肥的大量使用，污染物可通过灌溉水进人土壤，也可通过大气污染、空中的颗粒物(含重金属和致癌物质等)干湿沉降造成土壤污染，随着时间的推移，农田表层土壤铅、铜、锌、汞等重金属含量有增加的趋势。由于农作物的吸收作用，重金属元素从土壤中迁移转化到农作物根茎叶及果实中去，从而连带造成农作物的重金属污染，危及人们的健康水平。因此，如何快速而又简便地实现蔬菜生产基地土壤重金属含量的在线测量成为了一个至关重要的现实问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，包含监控终端以及分别与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、按键输入模块、无线通信模块、电源模块，所述离子浓度检测模块一次经过模数转换器放大电路模块连接数据处理模块，所述按键输入模块、无线通信模块、电源模块分别与数据处理模块连接，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。作为本专利技术一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用芯片型号为SPCE061A的微处理器。作为本专利技术一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统的进一步优选方案，所述离子浓度检测单元采用电化学传感器。作为本专利技术一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统的进一步优选方案，所述无线通信模块包含单片机以及与其连接的射频发射器。作为本专利技术一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统的进一步优选方案，所述显示单元采用LCD显示屏。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术通过无线传感器网路实时采集土壤的各项参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入工业水质监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便；2、能够利用电势测定法的电化学响应性能，并结合一元线性回归建立电极电势与离子浓度的数学模型，实现了对土壤重金属离子浓度的测量、显示和存储；简单、易于实现且能够自动测量物体的宽和高，节省了人力；3、本专利技术能够利用电势测定法的电化学响应性能，并结合一元线性回归建立电极电势离子浓度的数学模型，实现了对离子浓度的测量、显示和存储。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，包含监控终端以及分别与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、按键输入模块、无线通信模块、电源模块，所述离子浓度检测模块一次经过模数转换器放大电路模块连接数据处理模块，所述按键输入模块、无线通信模块、电源模块分别与数据处理模块连接，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块；其中，所述离子浓度检测模块用于对汞离子电极产生的模拟电压信号进行采集；所述放大电路模块用于将模拟电压信号进行滤波和放大；所述模数转换器用于将放大后的模拟电压信号转化成数字信号；所述数据处理模块用于根据该数字信号进行计算处理得出汞离子浓度；所述无线通信模块用于将获取的土壤浓度上传至监控终端，所述键盘输入单元用于输入设定正常汞离子浓度阈值，所述监控终端的射频接收器用于接收土壤重金属离子浓度，数据存储模块用于实时存储获取的重金属浓度，所述报警模块用于当采集的离子浓度高于正常阈值时法警报警，同时监管人员可以及时派出人员对相应的土壤进行整治，所述电化学传感器主要对离子电极产生的电压信号进行采集、滤波和放大，使之变换成适合A／D转换器的输入信号，并经过A／D转换为数字信号，同时理由温度传感器读取环境温度信号，二者由单片机读取并处理后，将经温度补偿后的检测结果进行显示、存储、传输和测量结果打印等操作。检测仪硬件电路主要由离子电极电压信号采集与处理、通信、电源、存储器和显示等模块组成。本专利技术采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；SPCE061A微处理器是凌阳科技公司所生产的16位μ'nSPTM微处理器，内部采用总线结构。主要参数有：工作电压(CPU)VDD为2．4～3．6V，(I／O)VDDH为2．4～5．5V；时钟：0．32～49．152MHz；内置2KBSRAM和32KBFLASH；2个16位可编程定时器／计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数／模转换)输出通道；32位I／O位通用可编程输入／输出端口；14个中断源可来自定时器A／B时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能，内置在线仿真电路ICE接口，具有保密能力，具有WatchDog功能，μ'nSPTM的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能。SPCE061A具有很高的计算速度，这对于实时操作系统是极为重要的。对于SPCE061A，传统的微处理器硬件和软件的开发已被简化，不再需要在线仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，内建以太网接口，可直接通过网络实现监控；具备UART接口，可使各种串行设备快速进行网络连接。SPCE061A微处理器的软件开发平台ICE集编程、编译、链接、调试、下载于一体，并有完善的TCP／IP协议栈，支持全功能UART通信，配备各种I／O驱动函数库。一种蔬菜基地汞金属离子浓度自动检测方法。该系统基于离子选择膜技术，利用电势测定法研究ISE的电化学响应性能，并结合一元线性回归建立电极电势与离子浓度的数学模型。基于AVR单片机和运放器，设计了硬件检测电路和检测程序，实现了对离子浓度的测量、显示和存储等操作。离子浓度检测单元的原理：离子选择性电极是一种电势型电化学传感器，离子选择性电极的关键部分是离子选择膜，在离子选择膜上不会发生电子得失，但由于存在离子浓度差异，在离子选择膜的两侧表面上会发生离子交换，形成浓差膜电势。本
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【技术保护点】
一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，其特征在于：包含监控终端以及分别与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、按键输入模块、无线通信模块、电源模块，所述离子浓度检测模块一次经过模数转换器放大电路模块连接数据处理模块，所述按键输入模块、无线通信模块、电源模块分别与数据处理模块连接，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。

【技术特征摘要】
1.一种土壤汞金属离子浓度智能监控系统，其特征在于：包含监控终端以及分别与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含离子浓度检测模块、模数转换器、放大电路模块、数据处理模块、按键输入模块、无线通信模块、电源模块，所述离子浓度检测模块一次经过模数转换器放大电路模块连接数据处理模块，所述按键输入模块、无线通信模块、电源模块分别与数据处理模块连接，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块、报警模块。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：范磊，
申请(专利权)人：江苏智石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32