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　　【专利摘要】本发明提供了一种基于CAN总线的水质监测仪器，由主控模块和若干子模块组成；主控模块与子模块通过CAN总线通信连接；主控模块与子模块之间的通信通过任务指令、状态指令、特征参数设置和查询指令三类指令完成。该水质监测仪器一改现有水质监测仪器系统构架式设计架构，采用CAN总线实现主控模块与各个独立功能子模块之间的指令通信，各个模块采用统一的总线协议进行通信设计。这样，为水质监测仪器的设计提供了一种统一的、开放式的平台，从而提高仪器设计的灵活性，方便对仪器进行维修升级，从而得以适应市场对水质监测仪器的需求越来越趋向于定制化和柔性化的趋势。

　　[0002]我国自改革开放以来，经济高速、稳步、持续增长，取得了举世瞩目的成就。与之相伴，环境保护的压力也逐年加大，污染总体仍处于一个较高的水平。以水环境为例，目前，中国的水资源面临着严重污染的威胁，工业废水和城乡生活污水向江河湖海以及土壤中大量排放，使得地面水和地下水水质日趋恶化，更加剧了水资源的紧张状况，严重的制约了经济的发展，危害了人类的健康。因此，目前对环境在线监测仪器和设备也提出了一系列新的要求，这些要求主要表现为:

　　[0005]3.市场对水质监测仪器的需求越来越趋向于定制化和柔性化:中国水质的多样性(泥沙、盐碱、藻类)决定了水质监测仪器原理的多样性，针对不同的水质特点和监测指标，需要采用针对性的预处理和分析检测方法。例如，在对水质COD的检测中，对于藻类生物或泥沙含量大的水样，采用滴定法可靠性好；对于较清洁的水样，采用光度法检测精度较高；对于COD值低于10的清洁地表水，应采用CODfc (高锰酸盐指数)检测方法；当用户要求实时监测，且对准确性要求不高时，则可以采用基于UV法的在线]传统的环境在线监测仪器通常采用非模块化的系统构架设计，即一台设备通常只有一个控制单元，该单元负责直接控制所有子模块的流程操作，以及随后的数据处理、显示和传输。

　　[0009]如美国哈希的CODmax铬法在线监测仪，该仪器网络采用标准的MODBUS协议的RTU工作模式，而且需要加一个网卡与现场总线进行衔接、通讯和控制，增加了通讯传输结构的复杂程度和成本；该分析仪与现场总线四线制运行模式，实现了双向通讯和远程控制，提高了数据传输的速度，但是增加了通讯电缆的成本，并且不能兼容多种通讯协议，不能满足“一点多传”的各种网络通信和数据传输的要求。[0010]目前，市场迫切需要一种既具有高性能，高扩展性，又能够通过批量化、标准化和通用化来降低产品成本、提高产品质量、并对客户需求迅速做出响应的新的环境在线检测仪器构架体系。

　　[0070]所述子模块，用于实现对水样的监测功能。各个子模块分别用于实现特定功能的水质监测工作。通常，该子模块可以包括:采样留样模块、进样计量模块、消解控制模块和标定测量等模块。所述采样留样模块，用于采集水源，并保存水样。所述进样计量模块，用于定量量取水样。所述消解控制模块，用于对水样进行消解处理。所述标定测量等模块，用于对水样进行指标性测试，获得测试指标结果。通过上述各个子模块分别完成水质监测中的各个环节，最终实现对水质的监测。

　　[0076]通过上述设计，本发明提供了一种基于CAN总线的水质监测仪器，该水质监测仪器一改现有水质监测仪器系统构架式设计架构，采用CAN总线实现主控模块与各个独立功能子模块之间的指令通信，各个模块采用统一的总线协议进行通信设计。这样，为水质监测仪器的设计提供了一种统一的、开放式的平台，从而提高仪器设计的灵活性，方便对仪器进行维修升级，从而得以适应市场对水质监测仪器的需求越来越趋向于定制化和柔性化的趋势。

　　[0121]综上所述，本发明提供了一种基于CAN总线的水质监测仪器。该水质监测仪器一改现有水质监测仪器系统构架式设计架构，采用CAN总线实现主控模块与各个独立功能子模块之间的指令通信，各个模块采用统一的总线协议进行通信设计。这样，为水质监测仪器的设计提供了一种统一的、开放式的平台，从而提高仪器设计的灵活性，方便对仪器进行维修升级，从而得以适应市场对水质监测仪器的需求越来越趋向于定制化和柔性化的趋势。本领域技术人员在此设计思想之下所做任何不具有创造性的改造，均应视为在本发明的保护范围之内。

　　1.一种基于CAN总线的水质监测仪器，其特征在于:由主控模块和若干子模块组成；所述主控模块与子模块通过CAN总线通信连接； 所述主控模块，用于控制各个子模块进行工作； 所述子模块，用于实现对水样的监测功能； 所述主控模块与子模块之间的通信通过任务指令、状态指令、特征参数设置和查询指令三类指令完成； 所述任务指令，用于由主控模块向子模块下达任务控制指令，以控制子模块完成相应工作； 所述状态指令，用于获取子模块当前状态信息； 所述特征参数设置和查询指令，用于设置或查询子模块的特征参数。

　　3.如权利要求1所述的基于CAN总线的水质监测仪器，其特征在于:所述任务指令包括有返回数据任务指令；所·述有返回数据任务指令通信过程包括: 主控模块向子模块发送任务控制指令； 子模块向主控模块返回任务应答指令；所述任务应答指令中包括:任务控制指令确收信息和任务控制指令校验信息； 子模块响应任务控制指令进行相应任务作业，并向主控模块返回监测数据； 主控模块接收所述返回的监测数据，并向子模块返回数据接收应答指令。

　　5.如权利要求1所述的基于CAN总线的水质监测仪器，其特征在于:所述状态指令包括主控模块查询子模块状态指令；所述主控模块查询子模块状态指令通信过程包括: 主控模块向子模块发送状态查询指令；所述状态查询应答指令中包括有所要查询的状态息; 子模块向主控模块返回状态查询应答指令；所述状态查询应答指令中包括:状态查询应答指令确收信息和状态查询应答指令校验信息； 子模块响应状态查询应答指令向主控模块返回相关状态参数信息； 主控模块接收所述返回的状态参数信息，并向子模块返回状态信息接收应答指令。

　　9.如权利要求1、7或8所述的基于CAN总线的水质监测仪器，其特征在于:所述水质监测仪器设置有初始化过程，包括: 主控模块向所有子模块发出特征参数查询指令，以查询各个子模块的设备号； 每个子模块响应该特征参数查询指令，向主控模块返回其各自的设备号； 主控模块接收所述子模块返回的设备号，并判断是否有新的子模块插入；如果有新的子模块入，则主控模块分配给该子模块一个模块ID ； 主控模块向该子模块发送特征参数设置指令；所述特征参数设置指令中包括有该子模块的模块ID信息； 子模块响应特征参数设置指令，将该模块ID信息设置于本地源地址； 子模块向主控模块返回参数设置应答指令。