[实用新型]微生物燃料电池电压的无线数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型属于数据采集领域，特别涉及一种对微生物燃料电池电压数据进行无线采集的系统。

背景技术

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。在对微生物燃料电池特性的研究过程中，需要对电池电压进行测量与分析，包括阳极电势、阴极电势以及电极电势差等，在存在外接负载时，通常还需要测量负载两端的电势差，因此测量仪器应具备多个通道以满足微生物燃料电池多路电压信号的测量要求。

微生物燃料电池由于其特殊的工作原理，其输出电压较低，单个普通的微生物燃料电池开路电压一般在800mV以下，其电压微弱，信号变换缓慢，为了达到较高的测量精度，需要电压转换器件具备较高的转换精度。此外，由于微生物燃料电池是利用有机物中的微生物新陈代谢来将化学能转换为电能，在实际的研究与应用中，电池的实体通常置于湖泊、河流等野外环境中，而传统的数据采集仪器体积大、功耗高、价格昂贵，不适合在恶劣的野外环境中工作，并且通常采用有线接口与计算机进行数据传输，或使用数据存储卡存储采集数据，采集数据的获取需要到采集现场进行，由于这些缺点和不足，有必要设计一种适合在野外环境工作的微生物燃料电池电压的无线数据采集系统。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种微生物燃料电池电压的无线数据采集系统，能够对微生物燃料电池微弱电压信号进行精确采集，并通过无线网络传输采集的数据。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种微生物燃料电池电压的无线数据采集系统，包括单片机最小系统、输入微生物燃料电池电压信号的模数转换模块和无线通信单元，其中单片机最小系统分别连接模数转换模块和无线通信单元。模数转换模块，用于采集模拟电压值并将其转换为数字电压值；无线通信单元，用于通过无线通信网络发送采集的数字电压值。

所述模数转换模块能够处理-2.5～+2.5V的电压信号，最小分辨电压为10mV。

所述模数转换模块可为连接基准电压源ADR421的8通道24位∑-Δ型模数转换器AD7194。

还可包括连接所述单片机最小系统的实时时钟模块，该模块用于实现精确计时和定时，控制数据采集与数据发送的时间间隔。

所述无线通信单元可包括GSM短信模块TC35I和连接TC35I的SIM卡。

还可包括连接所述单片机最小系统的显示模块，该模块用于显示系统的运行状态。

还可包括连接所述单片机最小系统的按键控制电路，该电路设有若干按键，可通过按键控制系统的运行状态。

还可包括连接所述单片机最小系统的存储模块和有线数据传输模块，其中存储模块用于存储采集的电压数据，有线数据传输模块还连接计算机，用于将存储模块中保存的电压数据发送到计算机。

所述有线数据传输模块可为USB通信模块，通过USB接口连接计算机。

所述单片机最小系统可包括单片机MSP430F149和连接所述单片机MSP430F149的晶振、复位电路和用于下载程序的JTAG接口。

有益效果：本实用新型体积小、功耗低、成本低、可靠性高，能适应恶劣的工作环境，通过采用高精度模数转换器，保证了转换精度，能够对电压进行精确测量，而采用GSM短信模块进行无线数据传输，可以及时、方便地获取采集数据，实现远距离的自动监测；还采用了存储模块和USB通信接口，能够通过USB电缆与计算机连接，进行采集数据的高速传输。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为与图1对应的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。