本發(fā)明屬于現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采樣池水質(zhì)采集裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于漁業(yè)生產(chǎn)來講，其養(yǎng)殖水體的水質(zhì)好壞至關(guān)重要，尤其對(duì)于室內(nèi)水泥池較高密度的養(yǎng)殖模式來說更為重要。通常水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測需現(xiàn)場采集水樣，送實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)分析的方法，分光光度計(jì)比色法等方法一一測定，這些方法可以得到比較準(zhǔn)確的水質(zhì)參數(shù)，但整個(gè)操作過程既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不能當(dāng)場完成，還需要有專人負(fù)責(zé)測試工作，更沒法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)在線上傳。電極式水質(zhì)速測儀也可以用于養(yǎng)殖水體水質(zhì)參數(shù)的測定，優(yōu)點(diǎn)是方便迅速，缺點(diǎn)是每臺(tái)儀器只能得到單項(xiàng)參數(shù)，要想實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的測定就需要買多臺(tái)儀器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種采樣池水質(zhì)采集裝置，能夠配合監(jiān)控基站完成多個(gè)池塘的定點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)集中采集。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種采樣池水質(zhì)采集裝置，包括至少一個(gè)水泵，所述水泵分兩路管道分別連接至采樣池和舊水循環(huán)利用管道，所述采樣池經(jīng)過排水閥與所述舊水循環(huán)利用管道連接，所述采樣池內(nèi)設(shè)置有用于采集采樣池水體的水質(zhì)傳感器，所述采樣池與所述排水閥之間通過排水管道連接，所述水泵和排水閥分別與水泵排水閥控制器連接，所述水質(zhì)傳感器與水質(zhì)參數(shù)采集單元連接，用于將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器。

進(jìn)一步的，所述水泵的輸出端設(shè)置有兩位三通電磁閥，所述兩位三通電磁閥分兩路，一路通過新水管道與所述采樣池連接，另一路通過舊水管道與所述舊水循環(huán)利用管道連接。

進(jìn)一步的，所述水泵排水閥控制器與所述兩位三通電磁閥之間設(shè)置有延遲繼電器。

進(jìn)一步的，所述水質(zhì)參數(shù)采集單元包括單片機(jī)，所述水質(zhì)傳感器與所述單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過zigbee模塊和/或modbus接口電路與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器連接。

進(jìn)一步的，所述水質(zhì)傳感器經(jīng)過模塊化的信號(hào)調(diào)理電路、a/d轉(zhuǎn)換電路與所述單片機(jī)連接。

進(jìn)一步的，所述水質(zhì)傳感器包括溶氧傳感器、溫度傳感器、ph傳感器和氨氮傳感器，所述溶氧傳感器、溫度傳感器、ph傳感器和氨氮傳感器分別與所述單片機(jī)連接。

進(jìn)一步的，所述ph傳感器采用sensolyt700phsea，所述溶氧傳感器采用trioxmatic700iq熒光溶氧傳感、氨氮傳感器采用ammolyt氨氮傳感器，溫度傳感器選用所述ph傳感器中內(nèi)置的ntc溫度探頭。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)還設(shè)置有兩路di/do接口，用于接收現(xiàn)場的開關(guān)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場的聲光報(bào)警裝置。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)采用stm32f407單片機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本系統(tǒng)通過水泵分別連接至采樣池和舊水循環(huán)利用管道，采樣池經(jīng)過排水閥與舊水循環(huán)利用管道連接，采樣池內(nèi)設(shè)置水質(zhì)傳感器，采樣池與排水閥之間通過排水管道連接，水泵和排水閥分別與水泵排水閥控制器連接，所述水質(zhì)傳感器與水質(zhì)參數(shù)采集單元連接，用于將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，水泵排水閥控制器可以同時(shí)連接多個(gè)養(yǎng)殖池的采樣池，對(duì)于管理人員來講，各養(yǎng)殖池的水質(zhì)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測則更為方便。

進(jìn)一步的，設(shè)置兩位三通電磁閥和延遲繼電器，可以讓管理者無論何時(shí)、身處何地隨時(shí)隨地都能看到其各個(gè)養(yǎng)殖池中水質(zhì)參數(shù)采集的情況，及時(shí)采取必要措施調(diào)節(jié)水質(zhì)，確保養(yǎng)殖對(duì)象的安全，也不用派專職人員值守，可以節(jié)省人力資源，省卻很多麻煩。

進(jìn)一步的，前端傳感器檢測水體相關(guān)物理參數(shù)，通過采集單元的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到智能水質(zhì)監(jiān)控單元，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器可以對(duì)增氧機(jī)、循環(huán)水泵及物料投放機(jī)等進(jìn)行自動(dòng)控制。同時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器通過以太網(wǎng)或無線公用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)服務(wù)中心。用戶可以通過移動(dòng)終端或計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)了解水質(zhì)信息，也可以通過監(jiān)控軟件下發(fā)命令，控制現(xiàn)場設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)的手動(dòng)調(diào)節(jié)。

綜上所述，本系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便、成本經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于水產(chǎn)品的養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明采集單元結(jié)構(gòu)圖。

其中：1.水泵；2.水泵排水閥控制器；3.延遲繼電器；4.兩位三通電磁閥；5.新水管道；6.舊水管道；7.采樣池；8.排水閥；9.排水管道；10.舊水循環(huán)利用管道；11.溶氧傳感器；12.溫度傳感器；13.ph傳感器；14.氨氮傳感器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種采樣池水質(zhì)采集裝置，包括8個(gè)模擬輸入通道，通過傳感器采集溫度、ph值和溶解氧等數(shù)據(jù)，然后通過485總線或者zigbee無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器。采集單元還具有閾值控制功能，當(dāng)溶解氧含量低于下限值時(shí)，采集單元會(huì)控制現(xiàn)場聲光報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)通過繼電器驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)工作。

請參閱圖1，本發(fā)明公開了一種采樣池水質(zhì)采集裝置，包括水泵1、水泵排水閥控制器2、新水管道5、舊水管道6、采樣池7、排水閥8、排水管道9和舊水循環(huán)利用管道10，其中，水泵排水閥控制器2分別與水泵1和排水閥8連接，水泵1經(jīng)過兩位三通電磁閥4分兩路，一路通過舊水管道6連接至舊水循環(huán)利用管道10，另一路經(jīng)過新水管道5連接至采樣池7，水泵排水閥控制器2與兩位三通電磁閥4之間設(shè)置有延遲繼電器3，采樣池7通過排水管道9和排水閥8與所述舊水循環(huán)利用管道10連接，采樣池7內(nèi)設(shè)置有用于檢測水質(zhì)的水質(zhì)傳感器。

采樣池水質(zhì)采集裝置包括多池塘水泵抽排水系統(tǒng)、采樣池和各類水質(zhì)檢測傳感器，多個(gè)池塘的多點(diǎn)采集可通過水泵和電磁閥來完成，根據(jù)水泵和電磁閥的工作過程，加入延遲繼電器以減少現(xiàn)場監(jiān)控基站所需的i/o口，這樣在水泵開啟時(shí)，可先將管道中的舊水排空，繼而兩位三通電磁閥打開，將新水注入采樣池進(jìn)行水質(zhì)參數(shù)的采集，完畢后打開排水閥排空采樣池以進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的輪詢采集。

水質(zhì)傳感器采用了德國wtw公司的iqsensor系列傳感器，iqsensornet具有模塊化擴(kuò)展系統(tǒng)功能，具體包括溶氧傳感器11、溫度傳感器12、ph傳感器13和氨氮傳感器14，現(xiàn)場監(jiān)控基站通過a/d端口對(duì)采樣池中布置的水質(zhì)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，能夠配合監(jiān)控基站完成多個(gè)池塘的定點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)集中采集。

其中，ph傳感器13采用sensolyt700phsea，溶氧傳感器11采用trioxmatic700iq熒光溶氧傳感、氨氮傳感器14采用ammolyt氨氮傳感器，溫度傳感器12選用所述ph傳感器13中內(nèi)置的ntc溫度探頭。

操作人員可根據(jù)各個(gè)水泵與采樣池之間的距離長度、水泵的功率和水管直徑等設(shè)置各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間以及排水泵的開啟、運(yùn)行時(shí)間。根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果，各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間在60～110s，其中包括了每次排舊水的時(shí)間，每次輪詢需要30～60s的排水管中舊水時(shí)間。所選取的延時(shí)繼電器全部為模塊式可插拔，根據(jù)需要可方便地?fù)Q成90、60、30s等不同類型的延時(shí)繼電器。

請參閱圖2，水質(zhì)參數(shù)采集單元由單片機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路、ad轉(zhuǎn)換電路、di/do驅(qū)動(dòng)電路、zigbee模塊和modbus接口電路構(gòu)成，所述溶氧傳感器11、溫度傳感器12、ph傳感器13和氨氮傳感器14分別經(jīng)過所述信號(hào)調(diào)理電路、a/d轉(zhuǎn)換電路與所述單片機(jī)連接，所述單片機(jī)連接有zigbee模塊或者modbus單片機(jī)用于將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器。

其中，調(diào)理電路負(fù)責(zé)將傳感器檢測到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20ma線性電流信號(hào)，a/d轉(zhuǎn)換電路在單片機(jī)的控制下將模擬的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳送給單片機(jī)。

調(diào)理電路采用模塊化設(shè)計(jì)，相互之間采用插接件鏈接，這樣硬件上的可裁剪性，既保證了系統(tǒng)有一個(gè)靈活的形態(tài)，又降低了成本。

所述單片機(jī)還設(shè)置有2路di/do接口，用于接收現(xiàn)場的開關(guān)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場的聲光報(bào)警裝置。

所述單片機(jī)為arm單片機(jī)，具體為意法半導(dǎo)體公司的stm32f407單片機(jī)，由24v直流開關(guān)電源供電，同時(shí)為了保險(xiǎn)起見，設(shè)計(jì)了后備電池電路，以保證掉電時(shí)，數(shù)據(jù)不致丟失。

本系統(tǒng)用于收集大量養(yǎng)殖水體質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)，利用智能算法建立養(yǎng)殖水體質(zhì)量模型，并據(jù)此對(duì)養(yǎng)殖水體參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，利用了物聯(lián)網(wǎng)的泛在性，通信能力和大數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測養(yǎng)殖水域的水質(zhì)、氣象、能耗參數(shù)。系統(tǒng)不僅做到了功能的完備性，運(yùn)行的穩(wěn)定性和節(jié)能性，真正實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的“感、傳、知、用”。

本系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方式采集信息，解決了養(yǎng)殖現(xiàn)場布線困難的問題；保證了信息傳遞的實(shí)時(shí)性和可靠性，又降低了通信成本。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運(yùn)行效果良好，基地水產(chǎn)品品質(zhì)得到一定程度提高，系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確率也達(dá)到95％以上。結(jié)果表明，系統(tǒng)提升了水產(chǎn)養(yǎng)殖基地的智能化、精準(zhǔn)化、信息化水平，具有良好的應(yīng)用前景。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。