專利名稱：物質(zhì)成分測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物質(zhì)成分測定儀，特別是一種具有無線通訊和無線定位功能的物質(zhì)成分測定儀。
背景技術(shù)：
根據(jù)比爾——郎伯定律當(dāng)一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時，與其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。人們發(fā)明了利用光電比色計來測量混合液體中某種物質(zhì)成分的含量。一般的光電比色計由光源、濾光片、比色皿、光電檢測器、放大和顯示等六部分組成?，F(xiàn)在市場上有的有電腦控制的物質(zhì)成分測定儀，在上述六部分基礎(chǔ)上，增加了 A/D轉(zhuǎn)換和MCU，是的測量結(jié)果可以數(shù)字化的顯示、打印。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有無線通訊和定位功能的智能物質(zhì)成分測定儀，使得儀器可自動將測試結(jié)果連同測試位置通過無線方式傳輸?shù)侥康牡亍?br> 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的物質(zhì)成分測定儀由光源101、濾光片102、比色皿103、光電檢測器104、信號放大器105、A/D轉(zhuǎn)換106、MCU107、無線通訊模塊108以及無線定位模塊109組成。A/D轉(zhuǎn)換106、無線通訊模塊108以及無線定位模塊109分別與MCU107連接，受MCU控制。光源發(fā)出的光信號經(jīng)濾光片濾光，穿過比色皿，產(chǎn)生與元素濃度呈朗伯一比爾(Lambert—Beer) 定律關(guān)系的光，光電檢測器檢測這個光強度，轉(zhuǎn)化為成正比的電流信號，該電流信號經(jīng)信號放大器105放大、經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換106采集、送入MCU107取得光照度數(shù)值，再根據(jù)原理公式，對比已知濃度同種元素溶液的光照度數(shù)值進行計算，求得某種元素的濃度，從而導(dǎo)出該元素在混合物中的含量。另一方面，MCU107控制無線定位模塊109測量和計算所處的經(jīng)緯度， 與元素含量一起經(jīng)過無線通訊模塊108發(fā)送出去。
系統(tǒng)的軟件流程如附圖2。
本發(fā)明的軟件流程為開始201、初始化202、建立無線連接203、接收上位機命令 204、判斷是否收到開始測定命令205、開始A/D轉(zhuǎn)換206、采集A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)207、計算濃度208、取得定位數(shù)據(jù)209、數(shù)據(jù)打包210、通過無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出211，判斷無線發(fā)送是否成功212，無線傳輸不成功則重發(fā)，無線傳輸成功則返回等待新命令。
本發(fā)明采用了無線通訊和無線定位模塊，受控于上位機工作，使得可形成包括測定位置的物質(zhì)成分測定結(jié)果。如用于測定農(nóng)田土壤養(yǎng)分，可配合上位機形成網(wǎng)絡(luò)化的智能測定平臺，對于實時精準種植有重要意義。


附圖1是物質(zhì)成分測定儀構(gòu)成示意圖
附圖2是物質(zhì)成分測定儀軟件流程圖
附圖3是實施例一構(gòu)成圖
附圖4是實施例一軟件流程圖
附圖5是實施例二的構(gòu)成圖
附圖6是實施例二的軟件結(jié)構(gòu)圖具體實施方式
下面是本發(fā)明的實施例之一，實施例僅用于理解本發(fā)明的一個實現(xiàn)實例，本發(fā)明的保護范圍不僅限于此實施例，任何按照本發(fā)明原理實現(xiàn)的或稍加改進實現(xiàn)的實施都在本發(fā)明的保護范圍。
附圖3為本實施例的構(gòu)成示意圖。本實施例的智能物質(zhì)成分測定儀由光源301、濾光片302、比色皿303、光電檢測器304、信號放大器305、單片機307、GPRS/GSM模塊308以及GPS模塊309組成。其中單片機307是MCU，同時包含A/D轉(zhuǎn)換電路和兩個UART接口 ； GPRS/GSM模塊308為遠程無線通訊模塊，通過其UART接口與單片機307相連；GPS模塊309 用來擔(dān)當(dāng)無線定位模塊，通過其UART接口與單片機307的另一個UART接口相連。
實施例一的流程圖如附圖4.
實施例一的軟件流程為開始401、初始化402、建立GPRS無線連接403、接收上位機命令404、判斷是否收到開始測定命令405、開始A/D轉(zhuǎn)換406、采集A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù) 407、計算濃度408、取得GPS定位數(shù)據(jù)209、數(shù)據(jù)打包210、通過GPRS無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出211，判斷無線發(fā)送是否成功212，GPRS無線傳輸不成功則重發(fā)，GPRS無線傳輸成功則返回等待新命令。
下面是本發(fā)明的另一個實施例。
附圖5為本實施例的構(gòu)成圖。本實施例的物質(zhì)成分測定儀由光源101、濾光片102、 比色皿103、光電檢測器104、信號放大器105、CC2431 (507)、CC2510 (508)構(gòu)成。其中CC2431 是將A/D、基于8051的單片機系統(tǒng)、Zigbee通訊、基于Zigbee的無線定位為一體的SoC模塊，CC2510為2. 4G射頻前端。
本實施例中由CCM31 (507)、CC2510 (508)構(gòu)成的電路擔(dān)當(dāng)了 A/D轉(zhuǎn)換106、 MCU107、無線通訊模塊108和無線定位模塊109。與基于GPS的定位不同，本實施例中定位基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的參考模塊，所測得的位置是相對位置。
附圖6為實施例二的軟件結(jié)構(gòu)圖。
實施例二軟件由總控程序601、API接口 602和UART通訊接口 603、Zigbee協(xié)議棧 604、定位驅(qū)動605、A/D轉(zhuǎn)換606構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種物質(zhì)成分測定儀，由光源101、濾光片102、比色皿103、光電檢測器104、信號放大器105、A/D轉(zhuǎn)換106、MCU107構(gòu)成，其特征在于它還有無線通訊模塊108以及無線定位模塊109。
2.如權(quán)利要求1所述物質(zhì)成分定儀，其特征在于A/D轉(zhuǎn)換106、無線通訊模塊108以及無線定位模塊109分別與MCU107連接，受MCU控制。光源發(fā)出的光信號經(jīng)濾光片濾光，穿過比色皿，產(chǎn)生與元素濃度呈朗伯一比爾(Lambert—Beer)定律關(guān)系的光，光電檢測器檢測這個光強度，轉(zhuǎn)化為成正比的電流信號，該電流信號經(jīng)信號放大器105放大、經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換 106采集、送入MCU107取得光照度數(shù)值，再根據(jù)原理公式進行計算，求得某種元素的濃度。 另一方面，MCU控制無線定位模塊測量和計算所處的經(jīng)緯度，與元素濃度一起經(jīng)過無線通訊模塊發(fā)送出去。
3.如權(quán)利要求1所述土壤養(yǎng)分測定儀，其特征在于本發(fā)明的軟件流程為開始201、 初始化202、建立無線連接203、接收上位機命令204、判斷是否收到開始測定命令205、開始A/D轉(zhuǎn)換206、采集A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)207、計算濃度208、取得定位數(shù)據(jù)209、數(shù)據(jù)打包 210、通過無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出211，判斷無線發(fā)送是否成功212，無線傳輸不成功則重發(fā)，無線傳輸成功則返回等待新命令。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有無線通訊和無線定位功能的物質(zhì)成分測定儀，儀器可自動將測試結(jié)果連同測試位置通過無線方式傳輸?shù)缴衔粰C。由光源、濾光片、比色皿、光電檢測器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換、MCU、無線通訊模塊以及無線定位模塊組成。本發(fā)明采用了無線通訊和無線定位模塊，受控于上位機工作，使得可形成包括測定位置的物質(zhì)成分測定結(jié)果。如用于測定農(nóng)田土壤養(yǎng)分，可配合上位機形成網(wǎng)絡(luò)化的智能測定平臺，對于實時精準種植有重要意義。
文檔編號G01N21/31GK102539354SQ20111042604
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者趙致鈞 申請人:趙致鈞