水体叶绿素a光学传感器信号调理电路设计与测试

为了将水体叶绿素a光学传感器光通路微弱的荧光信号转换为能够满足模数转换器件输入要求的稳定电信号,在前期光通路部分设计的基础上,设计了水体叶绿素a光学智能传感器的信号调理电路部分。该电路包括激发光源驱动模块、光电I/V转换与放大模块、滤波模块、检波模块4部分:对于激发光源驱动模块,采用偏置匹配度高、偏置偏移极小、压差更低的集成驱动芯片,同时驱动多组LED,比传统的限流电阻方案更加稳定、高效,驱动电流也更加一致;设计的光电I/V转换与放大模块,经过I/V转换电路和同相比例放大电路进行了两级放大,相比传统滤波放大电路具有放大交流、抑制直流的特点;在滤波模块,采用单片集成有源滤波器,无需外接电容,与传统的高阶低通滤波器相比,不仅受杂散电容的影响小,而且可以有效减小电路体积;在检波模块,使用了一款具有增量累计转换方式的集成转换器芯片,较之传统的峰值检波电路具有更宽的输出幅度、轨对轨输出、更快的转换速度和更高的转换精度(高达99.75%),而且具有输出直流稳定、温度漂移更小等特点。

水质监测传感器数据采集节点的设计和实现

针对水质监测无线传感器网络中实时性和多参数监测的要求,设计并实现用于水质监测的传感器数据采集节点.根据水质传感器输出信号的特点,提出新型的信号调理及检测通路复用的方式,复用的信号通路由自主研发的传感器信号调理电路芯片实现.在软件上设计循环检测中断的方式,结合3G移动网络通信技术,实现了水质监测多参数数据的实时上传.测试结果表明,通过与DO100以及标准溶液进行比较测试,节点能够准确采集温度、DO(溶解氧浓度)、pH(酸碱度)、ORP(氧化还原电位)、EC(电导率)5种水质参数数据,并能够实时上传监测结果至云服务器.