[实用新型]一种可远程通讯的叶绿素检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及叶绿素浓度检测装置及窄带物联网等技术领域，特别是一种可远程通讯的叶绿素检测装置。

背景技术

国民经济在大力发展，工业化水平越来越高，但生态环境并没有得到很好的保护，特别是在水资源领域，水质污染日趋严重，水体富营养化。而在部分海域，由于水体营养化导致浮游植物的滋生，从而导致赤潮等自然灾害的发生。而通过水体叶绿素的检测，可以预警藻类爆发，因为水体中叶绿素的浓度可以反映当前浮游植物的含量，用于判别水体富营养化程度，再采取相应措施。检测叶绿素指标，在海洋研究、地下水监测、废水处理等领域特别重要。

传统通过荧光原理检测叶绿素的装置，基本上是通过浸入式电极结合多功能显示装置实现，或者通过传感器以串口通讯方式与各类智能仪表相连，组成叶绿素测定仪，也有通过智能传感器配合数据采集器使用，实现在线监测。

此类叶绿素检测装置或多或少都存在一些现实的使用缺陷，比如电极配合便携式采集形成的手持式叶绿素检测仪，只能检测当前数据，无法形成各阶段的指标变化趋势；再比如电极配合多功能显示装置构成的叶绿素检测设备，通过需要外接电源供电，更适合实验室使用；而智能传感器配合数据采集器使用的在线叶绿素检测仪，一般也只是实现智能传感器的低功耗，数据采集器依然需要外接电源，在通讯方面，更多采用短距离的RF通讯方式进行组网，如果需要远程通讯，并且与平台配合使用，基本上设备本身需要增设GPRS模块，或者3G/4G模块，也有先经过RF通讯，再由网关集中监测数据，统一远程传输，这些方式都很耗电，在部分野外场合并不适合使用。

而在现实海洋应用中，特别是水产养殖领域，叶绿素检测是赤潮预警一个很重要的参考指标，由于赤潮发生的随机性和不可确定性，平时不定时通过人工去海面检测很不现实，也容易懈怠，真正危机来临时往往措手不及。类似通过GPRS/3G/4G等方式实时在线检测的设备，由于供电难与GPRS通讯不稳定等问题，也很难保证数据的及时有效。

综上所述，研究水域生态系统是否出现问题，实时监测浮游植物、藻类生长，预警藻类爆发，特别是在河流断面、湖泊水库、近海岸等水体环境监测领域，研发设计一种可以通过电池长时间续航使用，又能远程与平台通讯连接和数据互动的叶绿素检测装置，是很实际的一种需求，并且因为直接采集输出数字信号，连数据线或通讯线也不需要，可以克服上述传统装置的各种使用缺陷。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无电源线或数据线或通讯线的、通过电池能够长时间使用的、监测数据直接通过无线远距离传输的低功耗可远程通讯的叶绿素检测装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种可远程通讯的叶绿素检测装置，通过激发光源调制进行叶绿素浓度的检测，用于对植物或水质污染等领域的测量及预警，包括有中央处理单元，以及与所述中央处理单元连接的无线通讯模组、电源管理模块、激发光源驱动模块、A/D转换模块以及温湿度传感器。

进一步地，所述激发光源驱动模块与荧光法电极相连，所述荧光法电极与光电滤波放大模块相连，所述光电滤波放大模块与光电转换模块相连，所述光电转换模块相连与有效值检波电路相连，所述有效值检波电路与所述A/D转换模块相连。

进一步地，所述电源管理模块与电池模块相连，用于为所述无线通讯模组、所述中央处理单元、所述温湿度传感器、所述激发光源驱动模块、所述光电滤波放大模块、所述光电转换模块相连、所述有效值检波电路、所述A/D转换模块供电。

进一步地，所述无线通讯模组是一种低功耗的窄带物联网通讯模组，所述窄带物联网通讯模组还包括有NB-IOT模块，以及eSIM卡，所述无线通讯模组用于与远程平台通讯连接传输测量数据。

进一步地，所述eSIM卡也可以是SIM卡或者软SIM卡。

进一步地，所述无线通讯模组也可以是包括NB-IOT/eMTC/GSM单模或多模的通讯模组，并不局限于单独的NB-IOT模块或其他窄带物联网通讯模组。

进一步地，所述激发光源驱动模块包括有集成驱动芯片，并通过所述中央处理单元调制，同时驱动多组发光二级管当成激发光源，所述光源发射590nm波长的光。

进一步地，通过所述光源且特定的波长射向待测水体，从而激发水体中的叶绿素产生特定波长的荧光，并根据叶绿素的光谱吸收特征，通过测定激发光源照射下水体释放出的特定波长荧光来测量水中叶绿素的浓度。