CN113238019A - 一种渔船多功能水质在线监测***主控制板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，包括主控芯片、通讯模块、LED补光模块、摄像头、水质传感器单元、轨道电机马达、上行电缆、DCDC电源模块和主控电源分级模块，所述主控芯片分别连接通讯模块、LED补光模块、摄像头和水质传感器单元，通讯模块还连接上行电缆，上行电缆还分别连接DCDC电源模块和轨道电机马达，通过本控制主板，可以远程遥控设备，并实时监测掌握鱼舱各水层水质情况，为技术人员提供强有力的数据支撑。另外本控制主板，性能稳定，功耗低，可以接入多种水质传感器。搭配不同的监控软件，可广泛适用于多种在线监控平台。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体是一种渔船多功能水质在线监测***主控制板。
背景技术
渔船经常需要到远处去工作，因此需要实现远程调节深水摄像头及传感器吃水深度，对全水深水质环境进行监控，***将摄像头、LED补光灯、水质传感器等集中布置，渔船多功能水质在线监测***是专为养殖渔船或活鱼运输船项目定制开发的可适用于任意鱼舱的多功能智能监测***。该***可远程控制摄像头及传感器吃水深度，不同水深实时在线检测分析水质环境，为鱼舱是否需要水质净化或清洁提供科学有效的依据。
现有的水质检测***较为落后，因此有待于改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，包括主控芯片、通讯模块、LED补光模块、摄像头、水质传感器单元、轨道电机马达、上行电缆、DCDC电源模块和主控电源分级模块，所述主控芯片分别连接通讯模块、LED补光模块、摄像头和水质传感器单元，通讯模块还连接上行电缆，上行电缆还分别连接DCDC电源模块和轨道电机马达，DCDC电源模块还分别连接主控电源分级模块、LED补光模块和摄像头，主控电源分级模块还连接水质传感器单元。
作为本发明的进一步技术方案，所述DCDC电源模块的输入电压为220V，输出电压为24V。
作为本发明的进一步技术方案，所述主控电源分级模块的输入电压为24V，输出电压为3.3V。
作为本发明的进一步技术方案，所述主控电源分级模块采用TPS5430作为电源芯片。
作为本发明的进一步技术方案，所述主控模块采用了Nanopi NEO core2。
作为本发明的进一步技术方案，所述通讯模块采用电力载波模块进行上下行通讯。
作为本发明的进一步技术方案，还包括电流检测模块和电压检测模块，电流检测模块用于输入***的电压电流检测，电压检测模块通过分压的方式，将电压控制在0~3.3V之间，然后输入IC6的ADS1100芯片中，输出IIC信号给主控芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本控制主板，可以远程遥控设备，并实时监测掌握鱼舱各水层水质情况，为技术人员提供强有力的数据支撑。另外本控制主板，性能稳定，功耗低，可以接入多种水质传感器。搭配不同的监控软件，可广泛适用于多种在线监控平台。
附图说明
图1是本发明的硬件框图。
图2是供电框图。
图3是DC-DC降压电路原理图。
图4是降压硬件原理图。
图5是摄像头原理图。
图6是通讯模块原理图。
图7是主控模块原理图。
图8是电压电流检测模块原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，实施例1：一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，包括主控芯片、通讯模块、LED补光模块、摄像头、水质传感器单元、轨道电机马达、上行电缆、DCDC电源模块和主控电源分级模块，所述主控芯片分别连接通讯模块、LED补光模块、摄像头和水质传感器单元，通讯模块还连接上行电缆，上行电缆还分别连接DCDC电源模块和轨道电机马达，DCDC电源模块还分别连接主控电源分级模块、LED补光模块和摄像头，主控电源分级模块还连接水质传感器单元。
***供电采用24V直流电，通过复合电缆从水面供给到电子舱中，再将24V直流电供给到***的主控板。主控板将24V转换为多路24V、12V、5V以及3.3V分别供给各个模块。其供电框图如图2。
DC-DC降压模块：直流输入范围为18-24Vdc，可以稳压输出24V,功率200W，转换效率为86％，供给主控模块及各个模块的供电。
主控模块电源转换：主控模块采用TPS5430作为电源芯片，能够输出3A电流供给***使用。TPS5430是一个高输出电流的PWM转换器，其集成了低电阻的高侧的N沟道MOSFET。包括在基板上与上市的特点是高性能电压误差放大器，可提供瞬态条件下严格的电压调节精度;欠压闭锁电路，以防止启动直到输入电压达到5.5 V；内部设置慢启动电路，以限制浪涌电流;和电压前馈电路，以改善瞬态响应。使用ENA引脚，关断电源电流降至18μA典型。其他功能还包括一个高电平有效使能，过流限制，过压保护和热关断。稳压电路有厂家提供的参考电路，并结合***的需求进行调整，通过调节R18和R22的反馈电阻，实现不同电压电源的输出。实现电路如下图3。
3.3V采用ASM1117-3.3V作为稳压芯片，如图4所示，ASM1117-3.3V是一个正向低压降压稳压器，在1A电流下压降为1.2V，同时具有限流以及过热切断的功能。3.3V由5V电源转换过来，提供给水质传感器供电。
视频监测模块：采用了单个网络摄像头，像素1080p，配有1个高流明LED灯，可以配合摄像头进行视频检测。
通讯模块如图6所示，采用电力载波模块进行上下行通讯，基于Atheros主芯片设计。具有集成度高、体积小等特点。能够提供高达500Mbps的电力线传输速率，工作稳定，性能可靠。信号通过电力载波的方式，将主控芯片发送的数据包通过电缆直接输送到上行电脑中解析。
主控主要实现功能有：1.获摄像头的视频；2.获取水质传感器数据；3.获取输入主控电源的电压电流；4.输出轨道电机控制信号；5.数据处理交互。另外主控可以接入5用5备的水质传感器接口，可以接入多种传感器。
实施例2，在实施例1的基础上，还包括电流检测模块和电压检测模块，如图8所示，电流检测模块用于输入***的电压电流检测，方便上行电脑掌握***的实时情况，IC4采用了AD8217芯片，它是一款高压、高分辨率分流放大器，IC5是16位自校准模数转换器ADS1100，通过IIC可以与主控芯片完成数据的交互。在本***中前端电流通过50毫欧分流电阻输入IC4，它将信号放大后输入IC5，IC5接收到信号后将模拟信号转换为数字信号，通过IIC传入主控芯片。
电压检测模块通过分压的方式，将电压控制在0~3.3V之间，然后输入IC6的ADS1100芯片中，输出IIC信号给主控芯片。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，包括主控芯片、通讯模块、LED补光模块、摄像头、水质传感器单元、轨道电机马达、上行电缆、DCDC电源模块和主控电源分级模块，其特征在于，所述主控芯片分别连接通讯模块、LED补光模块、摄像头和水质传感器单元，通讯模块还连接上行电缆，上行电缆还分别连接DCDC电源模块和轨道电机马达，DCDC电源模块还分别连接主控电源分级模块、LED补光模块和摄像头，主控电源分级模块还连接水质传感器单元。
2.根据权利要求1所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，所述DCDC电源模块的输入电压为220V，输出电压为24V。
3.根据权利要求1所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，所述主控电源分级模块的输入电压为24V，输出电压为3.3V。
4.根据权利要求2所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，所述主控电源分级模块采用TPS5430作为电源芯片。
5.根据权利要求1所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，所述主控模块采用了Nanopi NEO core2。
6.根据权利要求1所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，所述通讯模块采用电力载波模块进行上下行通讯。
7.根据权利要求1所述的一种渔船多功能水质在线监测***主控制板，其特征在于，还包括电流检测模块和电压检测模块，电流检测模块用于输入***的电压电流检测，电压检测模块通过分压的方式，将电压控制在0~3.3V之间，然后输入IC6的ADS1100芯片中，输出IIC信号给主控芯片。
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