基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，包括安裝在養(yǎng)殖池中的傳感器、與傳感器相連的單片機、以及與單片機相連的增氧機、凈水劑投放裝置，所述單片機與存儲器相連；所述傳感器包括：溫度傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器；養(yǎng)殖池的一側(cè)上端設置有排水口，底部通往地下水。本發(fā)明能夠采集水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)的一些環(huán)境參數(shù)，并能在數(shù)據(jù)超出正常范圍時采取自適應的手段自行調(diào)整，使得養(yǎng)殖池內(nèi)各項參數(shù)能夠維持平衡。本發(fā)明提供了自動化的水產(chǎn)養(yǎng)殖控制手段，極大地節(jié)省了人力勞動資源，調(diào)控效果良好。
【專利說明】基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠針對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境進行智能化調(diào)整控制的系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)自動化控制【技術領域】。

【背景技術】
[0002]水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是我國農(nóng)業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)之一。傳統(tǒng)種類的養(yǎng)殖技術仍相對粗放，很多養(yǎng)殖產(chǎn)量來源于小規(guī)模，作坊式的民間養(yǎng)殖，這種形式的養(yǎng)殖技術系統(tǒng)性差、穩(wěn)定性能低，高新的養(yǎng)殖技術并未得到真正的開發(fā)和推廣，集約化、數(shù)字化、標準化養(yǎng)殖技術發(fā)展進程仍很緩慢，養(yǎng)殖飼料、病害防控等配套技術也相對較差，安全養(yǎng)殖體系尚未形成，其結(jié)果是養(yǎng)殖產(chǎn)量和效益都不高，養(yǎng)殖還未擺脫“靠天收”的局面。不能適應日益擴大的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，迫切需要構建高效的養(yǎng)殖技術，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和質(zhì)量。
[0003]為了從根本上解決上述這些問題，促進水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展，必須進一步優(yōu)化養(yǎng)殖模式，開發(fā)養(yǎng)殖新工藝和新技術，建立集約化、數(shù)字化、標準化養(yǎng)殖技術體系，同時加快養(yǎng)殖設施開發(fā)，建立良好的海水養(yǎng)殖配套技術體系，促進養(yǎng)殖技術整體升級和現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和效益。
[0004]長期以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟效益為目標，養(yǎng)殖密度過高，加上保護養(yǎng)殖環(huán)境意識淡薄，養(yǎng)殖病害呈逐漸加劇之勢，隨之而來的是藥物濫用現(xiàn)象較為普遍，以至于水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到有效保障，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響，因此研究解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境狀況已經(jīng)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要課題?，F(xiàn)有的水產(chǎn)管理是以養(yǎng)殖經(jīng)驗為指導的，也就是依據(jù)長期形成的普遍的養(yǎng)殖規(guī)律，這就很難做到準確可靠，產(chǎn)量難以得到保障。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，市場調(diào)節(jié)失控，競爭越來越激烈，利用科學的養(yǎng)殖手段勢在必行。
[0005]要利用科學的養(yǎng)殖手段，就必須對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境進行科學觀測，針對環(huán)境參數(shù)進行分析，并進一步采取自動化的手段進行調(diào)控。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，包括安裝在養(yǎng)殖池中的傳感器、與傳感器相連的單片機、以及與單片機相連的增氧機、凈水劑投放裝置，所述單片機與存儲器相連；所述傳感器包括:溫度傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器；養(yǎng)殖池的一側(cè)上端設置有排水口，底部通往地下水；
所述溫度傳感器分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，溫度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的溫度傳輸至單片機中，單片機接收溫度傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的溫度，將溫度值以及計算后平均水溫存儲在存儲器中，單片機中預先設定有正常溫度閾值，當平均水溫值高于正常溫度閾值時，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中；
溶解氧傳感器也分三層設置，分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，溶解氧傳感器采集到養(yǎng)殖池中的氧氣含量后傳輸至單片機中，單片機接收溶解氧傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的氧氣含量，記錄各層含量值以及計算后平均含氧量存儲在存儲器中，單片機中預先設定有氧氣含量正常閾值，當氧氣含量值超出正常閾值時，單片機驅(qū)動增氧機工作增加池內(nèi)含氧量；
PH值傳感器采集到養(yǎng)殖池中的PH值后傳輸至單片機中，單片機將接收到的PH值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有PH正常閾值，當PH值超過正常閾值時，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中；
濁度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的渾濁度后傳輸至單片機中，單片機將接收到的渾濁度數(shù)值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有池度閾值，當渾濁度數(shù)值超過濁度閾值時，單片機驅(qū)動凈水劑投放裝置在養(yǎng)殖池中撒入凈水劑；
單片機將接收到的數(shù)值傳送至存儲器中進行存儲，并通過傳輸芯片定期發(fā)送至遠程平臺。
[0008]進一步的，所述養(yǎng)殖池內(nèi)還設有回流泵，當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層溫度差異過大時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流。
[0009]進一步的，所述回流泵設置在養(yǎng)殖池的中間層或淺層。
[0010]進一步的，當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層含氧量差異過大時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流。
[0011]進一步的，所述增氧機設置在養(yǎng)殖池的底層。
[0012]進一步的，所述養(yǎng)殖池上設置有聲納探測儀，所述聲納探測儀設置在浮標體底部，能夠測量池底深度，所述聲納探測儀將測量到的數(shù)據(jù)傳輸至單片機中。
[0013]進一步的，所述浮標體通過錨線固定在養(yǎng)殖池底。
[0014]進一步的，所述單片機中根據(jù)季節(jié)和時間的不同設置不同的數(shù)據(jù)閾值。
[0015]進一步的，在增氧后一段時間內(nèi)單片機停止接受氧氣含量數(shù)據(jù)。
[0016]有益效果:
本發(fā)明能夠采集水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)的一些環(huán)境參數(shù)，并能在數(shù)據(jù)超出正常范圍時采取自適應的手段自行調(diào)整，使得養(yǎng)殖池內(nèi)各項參數(shù)能夠維持平衡。本發(fā)明提供了自動化的水產(chǎn)養(yǎng)殖控制手段，極大地節(jié)省了人力勞動資源，調(diào)控效果良好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明電子元器件連接示意圖；
圖2為養(yǎng)殖池設計示意圖。

【具體實施方式】
[0018]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0019]一種基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，如圖1所示，包括安裝在養(yǎng)殖池中的傳感器、與傳感器相連的單片機、以及與單片機相連的增氧機、凈水劑投放裝置，所述單片機與存儲器相連；所述傳感器包括:溫度傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器；養(yǎng)殖池I的一側(cè)上端設置有排水口 2，底部通往地下水3 ；
所述溫度傳感器分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，一般三層應以養(yǎng)殖池的水深三等分分割，以3米深的養(yǎng)殖池為例，可取O?I米水深為表層，I?2米水深為中間層，2?3米水深為底層。溫度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的溫度傳輸至單片機中，單片機接收溫度傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的溫度，將溫度值以及計算后平均水溫存儲在存儲器中，單片機中預先設定有正常溫度閾值，當平均水溫值高于正常溫度閾值時，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中。地下水溫度較為恒定，冬暖夏涼，能夠很好地調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池內(nèi)溫度。
[0020]進一步的，所述養(yǎng)殖池內(nèi)還設有回流泵，當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層溫度差異過大(這里的過大可以通過預先設置的閾值來判斷，例如其中兩層之間的溫度差異超過:TC)時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流，從而均衡水溫。回流泵外應設置有防護網(wǎng)，防止魚群游入造成不必要的損失，回流泵轉(zhuǎn)速不易過快，以形成較為緩慢的對流為佳。
[0021]進一步的，所述回流泵設置在養(yǎng)殖池的中間層或淺層。這樣回流泵在工作時不易攪動池底淤泥，避免造成池內(nèi)濁度上升。
[0022]溶解氧傳感器也分三層設置，分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，溶解氧傳感器采集到養(yǎng)殖池中的氧氣含量后傳輸至單片機中，單片機接收溶解氧傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的氧氣含量，記錄各層含量值以及計算后平均含氧量存儲在存儲器中，單片機中預先設定有氧氣含量正常閾值，當氧氣含量值超出正常閾值時，單片機驅(qū)動增氧機工作增加池內(nèi)含氧量。
[0023]進一步的，當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層含氧量差異過大時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流，從而均衡含氧量。
[0024]PH值傳感器采集到養(yǎng)殖池中的PH值后傳輸至單片機中，單片機將接收到的PH值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有PH正常閾值，當PH值超過正常閾值時(一般都是高于閾值上限)，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中，通過新水置換來使得PH值回到正常范圍內(nèi)。
[0025]濁度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的渾濁度后傳輸至單片機中，單片機將接收到的渾濁度數(shù)值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有濁度閾值，當渾濁度數(shù)值超過濁度閾值時，單片機驅(qū)動凈水劑投放裝置在養(yǎng)殖池中撒入凈水劑。凈水劑投放裝置可采用噴灑裝置，投放的凈水劑較為均勻，在凈水劑投放后可開啟回流泵進行攪動，以令凈水劑均勻地分散在養(yǎng)殖池內(nèi)，加快凈水效率。凈水劑投放裝置可在養(yǎng)殖池上方設置多處。
[0026]單片機將接收到的數(shù)值傳送至存儲器中進行存儲，并通過傳輸芯片定期發(fā)送至遠程平臺。
[0027]進一步的，所述增氧機設置在養(yǎng)殖池的底層，在增氧機工作過程中，氧氣上升到水面位置促使整個池塘水在較短時間內(nèi)聚集流動，形成對流，在養(yǎng)殖池中不易造成局部容氧飽和及缺氧區(qū)。
[0028]進一步的，所述養(yǎng)殖池上設置有聲納探測儀，所述聲納探測儀設置在浮標體底部，浮標體通過錨線固定在養(yǎng)殖池底，聲納探測儀能夠測量池底深度，所述聲納探測儀將測量到的數(shù)據(jù)傳輸至單片機中。通過聲納探測儀，能夠獲取養(yǎng)殖池深度變化，在養(yǎng)殖池內(nèi)淤泥沉積過多池水過淺時，需要安排清淤，以保證養(yǎng)殖效果。
[0029]單片機接收到的數(shù)值通過傳輸芯片定期發(fā)送至遠程平臺，遠程監(jiān)控人員通過這些數(shù)據(jù)能夠及時養(yǎng)殖池內(nèi)的異常環(huán)境參數(shù)，監(jiān)控自動控制效果。
[0030]在對養(yǎng)殖池內(nèi)進行增氧時，水中的部分區(qū)域的含氧量會突然大量增加，而這些氧氣在一段時間之后會擴散均勻，在該段時間內(nèi)含氧量變化速度很快，而且可能會短期地超出閾值，這就可能會引起誤操作情況產(chǎn)生。因此，在增氧后一段時間內(nèi)(例如半小時或I小時)單片機可停止接受氧氣含量數(shù)據(jù)或忽略氧氣含量超出閾值信號，避免誤操作情況產(chǎn)生。
[0031]當養(yǎng)殖池范圍較大時，如果僅在某一處采集數(shù)據(jù)則可能并不準確，因此每種傳感器可設置多個，分布在養(yǎng)殖池的不同位置和不同高度，采集到的數(shù)據(jù)需要進行平均計算才能夠反映養(yǎng)殖池的整體情況。上述各傳感器可根據(jù)需要設置為定時采集，能夠采集到不同時段的環(huán)境數(shù)據(jù)，相應的，單片機中根據(jù)不同季節(jié)、不同時間(例如，在不同季節(jié)的溫度值有很大差異，在不同溫度下的溶氧量都有很大區(qū)別)應設置有不同的參數(shù)正常閾值，以便進行更為合理的調(diào)節(jié)。這里設置的不同參數(shù)正常閾值可人工設置，也可以預先設置各個季節(jié)、各個時間段的正常閾值。各傳感器應具有不同的編號，單片機可傳感器編號及不同傳感器采集到的數(shù)值顯示在顯示器上。
[0032]本發(fā)明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝在養(yǎng)殖池中的傳感器、與傳感器相連的單片機、以及與單片機相連的存儲器、增氧機、凈水劑投放裝置；所述傳感器包括:溫度傳感器、PH值傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器；養(yǎng)殖池的一側(cè)上端設置有排水口，底部通往地下水； 所述溫度傳感器分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，溫度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的溫度傳輸至單片機中，單片機接收溫度傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的溫度，將溫度值以及計算后平均水溫存儲在存儲器中，單片機中預先設定有正常溫度閾值，當平均水溫值高于正常溫度閾值時，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中； 溶解氧傳感器也分三層設置，分別設置在養(yǎng)殖池的淺層、中間層和底層，溶解氧傳感器采集到養(yǎng)殖池中的氧氣含量后傳輸至單片機中，單片機接收溶解氧傳感器傳輸來的養(yǎng)殖池不同深度的氧氣含量，記錄各層含量值以及計算后平均含氧量存儲在存儲器中，單片機中預先設定有氧氣含量正常閾值，當氧氣含量值超出正常閾值時，單片機驅(qū)動增氧機工作增加池內(nèi)含氧量； PH值傳感器采集到養(yǎng)殖池中的PH值后傳輸至單片機中，單片機將接收到的PH值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有PH正常閾值，當PH值超過正常閾值時，單片機驅(qū)動排水口閥門打開向外排水，同時打開底部進水口閥門并抽取地下水補充入養(yǎng)殖池中； 濁度傳感器采集到養(yǎng)殖池中的渾濁度后傳輸至單片機中，單片機將接收到的渾濁度數(shù)值存儲在存儲器中，單片機中預先設定有濁度閾值，當渾濁度數(shù)值超過濁度閾值時，單片機驅(qū)動凈水劑投放裝置在養(yǎng)殖池中撒入凈水劑； 單片機將接收到的數(shù)值傳送至存儲器中進行存儲，并通過傳輸芯片定期發(fā)送至遠程平臺。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述養(yǎng)殖池內(nèi)還設有回流泵，當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層溫度差異過大時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述回流泵設置在養(yǎng)殖池的中間層或淺層。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:當養(yǎng)殖池內(nèi)不同層含氧量差異過大時，單片機驅(qū)動回流泵令池水自上而下緩慢流動，形成對流。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述增氧機設置在養(yǎng)殖池的底層。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述養(yǎng)殖池上設置有聲納探測儀，所述聲納探測儀設置在浮標體底部，能夠測量池底深度，所述聲納探測儀將測量到的數(shù)據(jù)傳輸至單片機中。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述浮標體通過錨線固定在養(yǎng)殖池底。
8.根據(jù)權利要求1所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機中根據(jù)季節(jié)和時間的不同設置不同的數(shù)據(jù)閾值。
9.根據(jù)權利要求1所述的基于信息采集的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能控制管理系統(tǒng)，其特征在于:在增氧后一段時間內(nèi)單片機停止接受氧氣含量數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05D27/02GK104267770SQ201410504311
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】楊東勝 申請人:定遠縣金勝農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司