随着经济的发展,各种工业污水和生活废水被排入城市河道中,导致城市河道水环境受到了严重的污染和破坏。水质的酸碱度,即pH值,是水质污染的一个重要指标,水环境中成分增减及化学变化都会使pH值发生改变。由于城市河道水质污染存在不确定性,因此需要对河道中各个区域的pH值进行实时监测。针对此需求,设计搭建了一套基于物联网技术的多节点的城市河道酸碱度实时采集系统。河道中每个监测区域都会放置一个采集节点,每个采集节点连有pH传感器,采集到数据后通过Zigbee无线模块传输至系统基站,基站将接收到的数据与其位置、时间信息绑定存储至云端数据库,以便网页或者移动终端读取。整套系统最核心的部分是pH传感器。本文选用的是上海雷磁公司的E-201-C型复合电极式pH传感器,并对其进行线性标定及温度补偿。由于电极式传感器存在着容易老化、体积大、容易受损、易受温度影响等缺点,继而对新型的光纤式pH传感器进行了研究。将细芯光纤两端与标准单模光纤相熔接,形成细芯光纤干涉仪。当宽谱光源透射经过细芯光纤干涉仪时,实验表明其干涉光谱会随着外界物质的折射率变化而产生平移,干涉光谱的中心波长与外界物质的折射率存在线性关系,灵敏度为142nm/R.I.U,但受温度的影响极低,只有18pm/℃,弥补了电极式传感器易受温度影响的缺点。在细芯光纤干涉仪表面利用层层自组装技术镀上聚乙烯亚胺和海藻酸钠敏感膜后进行pH传感响应实验,实验表明,镀了膜的细芯光纤干涉仪在不同的pH缓冲液中,干涉峰的中心波长会发生平移,并与pH值成线性关系,线性回归系数k为-1.25105,回归常数b为1528.62106,能实现pH传感。而且该传感器具有良好的重复性和较快的响应时间,约在110-120s之间。实验还发现城市河道中的常见重金属离子铜、锌、镉、铅离子不会破坏敏感膜,该传感器可以用于检测城市河道酸碱度。