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1、(10)申请公布号 CN 103871218 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103871218 A (21)申请号 201410086508.8 (22)申请日 2014.03.10 G08C 17/00(2006.01) G01N 33/00(2006.01) (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县上街镇大 学城学园路 2 号福州大学新区 (72)发明人 何炳蔚 邹诚 林昌 李海榕 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 蔡学俊 (54) 发明名称 基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传 输系统 (57) 。
2、摘要 本发明涉及一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传输系统， 其特征在于 ： 包括一采 集模块和一处理模块， 所述采集模块包括一采集 单片机， 所述采集单片机连接一 PH 检测计和一无 线发射单元， 所述处理模块包括一处理单片机， 所 述处理单片机连接一数码显示单元和一无线接收 单元， 所述处理单片机还连接一计算机。本发明 实现了远距离对海水 PH 值的实时检测、 发送和接 收， 减小检测现场对人的依赖和危害， 并且将海洋 洋面检测数据实时上传至计算机， 有利于后期的 科学研究。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103871218 A CN 103871218 A 1/1 页 2 1. 一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传输系统， 其特征在于 ： 包括一采集模 块和一处理模块， 所述采集模块包括一采集单片机， 所述采集单片机连接一 PH 检测计和一 无线发射单元， 所述处理模块包括一处理单片机， 所述处理单片机连接一数码显示单元和 一无线接收单元， 所述处理单片机还连接一计算机。 2.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统， 其特征在 于 ： 所述采集单片机和处理单片机型号。
4、为 AT89S51。 3.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统， 其特征在 于 ： 所述 PH 检测计型号为 PHS-3C。 4.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统， 其特征在 于 ： 所述数码显示单元型号为 5461AH。 5.根据权利要求1所述的基于单片机的海洋洋面PH值检测及无线传输系统， 其特征在 于 ： 所述无线发射单元和无线接收单元型号为 nRF905。 权 利 要 求 书 CN 103871218 A 2 1/3 页 3 基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传输系统 技术领域 0001 本发明涉及海水 pH 值检测领域。
5、， 尤其是一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及 无线传输系统。 背景技术 0002 随着科学技术的提高， 人类对海洋环境影响日趋严重， 海洋环境观测与调查对海 洋生态保护与海洋资源开发利用都有积极的作用。 海水 pH 值是海水特性的一种重要标 志， 四季气候变化、 空气中二氧化碳的含量及人类污水的排放都对海水 PH 值有着重要的影 响。传统上， 是由工作人员驾驶海洋调查船航行目的海域， 然后进行人工检测， 此种调查方 式需要人力投入较大， 效率较低， 在海洋严酷恶劣环境下较危险。 发明内容 0003 有鉴于此， 本发明的目的是提供一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传 输系统， 将。
6、 PH 值进行数字化， 并通过无线装置进行数据收发， 通过无线传输的引入， 能很好 的实现远距离对海水 PH 值的实时检测、 发送和接收。 0004 本发明采用以下方案实现 ： 一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及无线传输系 统， 其特征在于 ： 包括一采集模块和一处理模块， 所述采集模块包括一采集单片机， 所述采 集单片机连接一 PH 检测计和一无线发射单元， 所述处理模块包括一处理单片机， 所述处理 单片机连接一数码显示单元和一无线接收单元， 所述处理单片机还连接一计算机。 0005 在本发明一实施例中， 所述采集单片机和处理单片机型号为 AT89S51。 0006 在本发明一实施例中。
7、， 所述 PH 检测计型号为 PHS-3C。 0007 在本发明一实施例中， 所述数码显示单元型号为 5461AH。 0008 在本发明一实施例中， 所述无线发射单元和无线接收单元型号为 nRF905。 0009 由于传统的海洋洋面 PH 测试仪器需要人工测量， 现场读取数据， 并且无法将数据 自动上传至计算机， 由计算机进行后续处理， 这些都不便于人们的科研工作。 本发明摆脱了 传统 PH 检测方法的不足， 基于单片机实现了远距离对海水 PH 值的实时检测、 发送和接收， 减小检测现场对人的依赖和危害。 本发明工作可靠、 数据传输距离远、 功耗较低并且结构简 单、 成本低廉。 0010 为使。
8、本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下将通过具体实施例和相 关附图， 对本发明作进一步详细说明。 附图说明 0011 图 1 为本发明的系统原理框图。 0012 图 2 为本发明 AT89C51 单片机结构图及其外围电路。 0013 图 3 为本发明单片机与 PH 检测计的连线图。 0014 图 4 为本发明无线发射单元和无线接收单元电路图。 说 明 书 CN 103871218 A 3 2/3 页 4 0015 图 5 为本发明数码显示单元电路图。 0016 图 6 为本发明串口电路图。 具体实施方式 0017 如图 1 所示， 本发明提供一种基于单片机的海洋洋面 PH 值检测及。
9、无线传输系统， 包括一采集模块和一处理模块， 所述采集模块包括一采集单片机， 所述采集单片机连接一 PH 检测计和一无线发射单元， 所述处理模块包括一处理单片机， 所述处理单片机连接一数 码显示单元和一无线接收单元， 所述处理单片机还连接一计算机。 0018 系统工作时， 由所述采集单片机获取所述 PH 检测计的检测数据， 并通过所述无线 发射单元发送该检测数据， 再由所述无线接收单元接收该检测数据， 并通过所述处理单片 机进行数据处理 （如数据格式转换等常规处理） ， 并在所述数码显示单元 （数码管） 上进行显 示， 同时将该检测数据上传至所述计算机。具体的 ： 负责采集发送部分的 PH 检。
10、测计、 采集 单片机和无线发射单元被置于洋面上， PH 检测计的电极探头被置于水中， 工作开始后， 采集 单片机通过 P1 口利用三个 74ls373 锁存器并行获取 PH 检测计中 AD 转换器 ICL7107 输出 的 23 位数据并储存在单片机内部 RAM 中， 选通端由 P3.5P3.7 控制， 再通过 P2 口、 P3.0 和 P3.1 十个引脚向无线发射单元写入数据并无线发送数据。由于 nRF905 的额定供电电压为 1.9 - 3.6V， 为方便与单片机同时采用5V供电， 串联3个二极管使5V的供电电压降为3.3V 左右。 0019 如图 2 所示， 所述采集单片机和处理单片机型。
11、号为 AT89S51， AT89S51 是 Atmel 公 司推出的一种低功耗、 高性能CMOS 8位微处理器， 具有8 KB系统可编程FLASH存储器 ； 256 B RAM ； 32 个 I/O 引脚， 分为 4 个 8 位控制端口 ； 看门狗定时器 ； 2 个数据指针 ； 3 个 16 位定 时器 / 计数器 ； 两级中断优先等级 ； 可编程全双工串行传输端口 ； 片内晶振及时钟电路 ； 8 个中断源 ； 其性能完全能够满足系统要求。 0020 处理单片机通过 P2 口与 P3.0、 P3.1 十个接口控制无线接收单元接收无线数据并 写入数据到单片机内部 RAM 中。 0021 如图 3。
12、 所示， 所述 PH 检测计型号为 PHS-3C， PHS-3C 型 PH 检测计是高性能、 高精度 的多功能数字显示 PH 计。具有稳定可靠、 使用方便等优点， 广泛应用于医疗卫生、 制药、 大 专院校、 科研单位、 工矿企业及环保等部门。 0022 如图 4 所示， 所述无线发射单元和无线接收单元型号为 nRF905， nRF905 无线芯 片是有挪威 NORDIC 公司出品的低于 1GHz 无线数传芯片， 主要工作于 433MHz、 868MHz 和 915MHz 的 ISM 频段。芯片内置频率合成器、 功率放大器、 晶体振荡器和调制器等功能模块， 输出功率和通信频道可通过程序进行配置。。
13、非常适合于低功耗、 低成本的系统设计。 0023 如图 5 所示， 所述数码显示单元型号为 5461AH， 4 位 8 段， 用于显示 PH 值数据。显 示电路中， 由P1口作为段选口， P0.0P0.2作位选口， 分别控制PH值数据的百分位、 十分位、 个位、 十位的动态显示。 0024 如图6所示， 串口电路中， P3.0和P3.1口分别为单片机的串行输入和串行输出口， MAX232 芯片是美信 （MAXIM） 公司专为 RS-232 标准串口设计的单电源电平转换芯片， 使用 +5v 单电源供电， 将单片机的 P3.0 和 P3.1 口分别与 MAX232 中的 T1IN 和 R1OUT 。
14、相连， 再通 过 RS232 接口与计算机相连， 使储存在单片机的数据上传至计算机中。 说 明 书 CN 103871218 A 4 3/3 页 5 0025 上列较佳实施例， 对本发明的目的、 技术方案和优点进行了进一步详细说明， 所应 理解的是， 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103871218 A 5 1/4 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103871218 A 6 2/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103871218 A 7 3/4 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103871218 A 8 4/4 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 103871218 A 9 。