對于依賴儲存水的設備，清晰了解水箱水位和水質至關重要。傳統水位監測器通常是體積龐大的離線設備，僅配備簡單的LED指示器，而許多新型智能型號價格昂貴，且仍忽視總溶解固體（TDS）和渾濁度等關鍵質量參數。隨著環境污染的加劇，持續監測水位和水質變得必要。

該系統通過Wi-Fi遠程泵控制、數據記錄，并支持跨多個水箱或監測點的網狀配置，提供成本效益高的解決方案。它實時測量水位、TDS和濁度，跨越閾值時發出警報，并存儲讀數以便后續審核，相比許多商業方案節省了顯著的費用。

該系統體積緊湊且安裝簡便，采用IndusBoard Coin V2作為中央控制器，因體積小且集成了模擬轉數字功能。當水變渾或溶解固體增加時會發出警報，所有數據存儲在本地。圖1展示了原型和儀表盤，物料清單表列出了所需組件。

圖1：作者原型和網頁儀表盤

基于物聯網的水質監測系統——電路與工作

圖2展示了微型物聯網水質TDS和水位監測兼控制器系統的電路圖。核心元件包括IndusBoard Coin V2、TDS傳感器、濁度傳感器、用于水位感測的不銹鋼探頭及支持組件。

圖2：電路圖

水位通過測量放置在罐內不同高度的不銹鋼探頭的電導率和電容來檢測。對于形狀均勻的坦克，可以使用戰斗時間激光距離傳感器來更精確地計算體積。

這里，我們使用I/O引腳3、4和5進行水位檢測。如果你需要更細的水位檢測（比如10%、20%、30%的油箱填充），你可以利用Coin板上的額外免費GPIO引腳。IndusBoard Coin 提供超過 30 個 I/O 引腳以實現靈活性。第5腳用于TDS和濁度傳感器，第33腳連接繼電器以控制水泵或閥門。還可以利用剩余的空閑I/O引腳添加額外的繼電器。

電路板和傳感器通過3V輸出供電，繼電器通過VIN線供電。電源通過標準5V適配器通過USB端口供電。

水位TDS和水位監測器控制器的代碼

GravityTDS.h 庫必須通過庫管理器下載并添加到 Arduino IDE。安裝后，網絡訪問的 Wi-Fi SSID 和密碼會被配置好。IndusBoard Coin 支持STA（站點）模式、AP（接入點）模式，或兩者同時使用。示例代碼可用于僅STA作以及結合STA+AP的功能。

圖3：配置Wi-Fi憑證的代碼片段

傳感器引腳在代碼中分配，并為濁度、TDS、溫度和水位定義閾值。網頁儀表盤和數據庫功能預設為實時處理和顯示讀數。最終驗證后，通過選擇合適的板和通信端口，通過Arduino IDE上傳代碼。

最后，在配置好代碼后，通過在Arduino IDE設置中選擇正確的主板和端口，將代碼上傳到IndusBoard Coin。

建造與測試

IndusBoard Coin V2、TDS傳感器、濁度傳感器和繼電器模塊可安裝在丙烯酸或木質底座上。不銹鋼探針應垂直放置于罐內，并連接到3、4、5號針腳。探針必須保持清潔、絕緣，且不能物理接觸。TDS探頭應浸入約一半處，而濁度傳感器在測量過程中必須保持對齊并浸沒。

圖4：傳感器安裝在罐體上

圖5：顯示水位數據的儀表盤

電源通過5V適配器供電。上傳程序后，串行監控器或網頁儀表盤可用于實時觀察數據。逐漸加滿水箱可以讓水位讀數更新。加入鹽會增加TDS讀數，而添加灰塵或肥皂等顆粒則增加濁度。當達到配置閾值時，泵會自動開關。一旦確認穩定運行，系統可裝入3D打印或模制外殼中，進行長期安裝。