遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水族箱智能控制系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，水族箱作為觀賞性極強(qiáng)的魚類養(yǎng)殖器被應(yīng)用在各種不同的場合，目前市場上的水族箱種類繁多，但是絕大多數(shù)只能實現(xiàn)半自動化，只是對水族箱的溫度、水位、含氧量、照明等參數(shù)進(jìn)行控制，例如申請?zhí)枮?01120315377.8的中國專利申請?zhí)峁┝艘环N新型智能水族箱，其公開了一種自動控制的智能水族箱。
[0003]但是單單是把這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)是不夠的，因為水族箱的環(huán)境較為復(fù)雜，對實時性要求比較高，如果人不時常在旁邊對水族箱的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的話，水族箱的魚類養(yǎng)殖成功幾率往往不大。基于此，本發(fā)明將對傳統(tǒng)的水族箱控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在原有對水族箱的溫度、自動投食、換水等參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)控制外加入了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，不僅可以隨時監(jiān)控水族箱的養(yǎng)殖環(huán)境，觀察養(yǎng)殖的魚的情況，一旦發(fā)生異常情況，例如水位溢出設(shè)定的最高水位，水的溫度過高等情況，系統(tǒng)將通過GSM模塊發(fā)送短信，養(yǎng)殖人也可以通過視頻隨時監(jiān)控水族箱所養(yǎng)殖生物的情況，方便對水族箱內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)及其方法，其通過對水族箱內(nèi)的溫度、光照條件、水位、水質(zhì)情況進(jìn)行檢測，自動調(diào)節(jié)參數(shù)使水族箱內(nèi)的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，并且用視頻服務(wù)器實現(xiàn)對水族箱內(nèi)的養(yǎng)殖生物及其生存環(huán)境實時視頻圖像進(jìn)行采集，上傳到中心服務(wù)器中，在中心服務(wù)器平臺發(fā)送控制指令，視頻服務(wù)器作為I/O控制單元輸出各種控制信號，實現(xiàn)對水族箱各類設(shè)備進(jìn)行開關(guān)操作，真正實現(xiàn)對水族箱的遠(yuǎn)程智能控制。
[0005]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)，包括:
[0006]傳感器模塊，包括多種傳感器，用于檢測水族箱內(nèi)的多種參數(shù)，并將檢測到的參數(shù)傳送至控制單元；
[0007]控制單元，對接收到的各參數(shù)進(jìn)行處理，根據(jù)各參數(shù)對其他相應(yīng)模塊進(jìn)行控制；
[0008]通訊單元，在所述控制單元的控制下，將水族箱的異常情況發(fā)送至相應(yīng)終端；
[0009]報警單元，在所述控制單元的控制下進(jìn)行報警。
[0010]進(jìn)一步地，該智能控制系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控模塊，該視頻監(jiān)控模塊包括前端監(jiān)控模塊、視頻編碼器、視頻服務(wù)器、中心服務(wù)器以及視頻顯示端，該前端監(jiān)控模塊包括攝像頭，用于獲取水族箱內(nèi)的視頻信號，并將獲得的視頻信號送入視頻編碼器，經(jīng)該視頻編碼器進(jìn)行編碼后，傳輸?shù)皆撘曨l服務(wù)器后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心服務(wù)器，進(jìn)而在該視頻顯示端中實時顯示水族箱內(nèi)的情況。
[0011]進(jìn)一步地，該視頻服務(wù)器具有一 I/O輸出控制單元，用戶通過該I/O輸出控制單元對水族箱內(nèi)的伺服電機(jī)進(jìn)行開關(guān)控制，控制變量在中心服務(wù)器中調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步地，所述傳感器模塊至少包括水位傳感器、紅外線傳感器、光照傳感器、溫度傳感器以及含氧量傳感器。
[0013]進(jìn)一步地，所述紅外線傳感器有四個，為兩對對射式光電開關(guān)，分別分布于水族箱的兩側(cè)，用于監(jiān)測水族箱的最高警戒水位和最低警戒水位。
[0014]進(jìn)一步地，該通訊單元為GSM模塊，設(shè)置在該水族箱底部，當(dāng)通過含氧量傳感器監(jiān)測到水中的含氧量長期處于低水平狀態(tài)的時候，或者水族箱內(nèi)的水位在規(guī)定的循環(huán)時間里面高于警戒水位或低于警戒水位等水族箱中發(fā)生異常情況時，該GSM模塊開始動作，采用RS485接口模塊向用戶發(fā)送信息。
[0015]進(jìn)一步地，該智能控制系統(tǒng)采用一個緩沖水位箱和水族箱通過換水系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)交替換水，該換水系統(tǒng)利用一電磁閥一端連接水族箱中的水位監(jiān)控裝置，另一端通過進(jìn)水管道連接至該緩沖水位箱，另一電磁閥一端連接水族箱中的抽水電機(jī)，另一端通過排水管道連接至該緩沖水位箱。
[0016]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱的智能控制方法，包括如下步驟:
[0017]步驟一，傳感器單元的各傳感器實時檢測水族箱內(nèi)的各參數(shù)，并于異常時產(chǎn)生相應(yīng)的異常信號至控制單元；
[0018]步驟二，控制單元于獲得異常信號時，根據(jù)異常信號控制相應(yīng)模塊對水族箱進(jìn)行控制。
[0019]進(jìn)一步地，該方法還包括如下步驟:
[0020]前端監(jiān)控模塊利用攝像頭實時采集水族箱內(nèi)情況的視頻信號，把視頻信號通過視頻編碼器編碼，傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)而在視頻顯示端中實時顯示水族箱內(nèi)的情況。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)及其方法通過對水族箱內(nèi)的溫度、光照條件、水位、水質(zhì)情況進(jìn)行檢測，自動調(diào)節(jié)參數(shù)使水族箱內(nèi)的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，并且用視頻服務(wù)器實現(xiàn)對水族箱內(nèi)的養(yǎng)殖生物及其生存環(huán)境實時視頻圖像進(jìn)行采集，上傳到中心服務(wù)器中，在中心服務(wù)器平臺發(fā)送控制指令，視頻服務(wù)器作為I/O控制單元輸出各種控制信號，實現(xiàn)對水族箱各類設(shè)備進(jìn)行開關(guān)操作，提高了養(yǎng)殖的成功幾率及效率，有效地減少了人力消耗和資源浪費(fèi)，真正實現(xiàn)了對水族箱的遠(yuǎn)程智能控制。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0023]圖2為本發(fā)明較佳實施例中視頻監(jiān)控模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)之較佳實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明較佳實施例中水族箱的換水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明較佳實施例中遠(yuǎn)程控制的示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明較佳實施例中GSM模塊的控制框圖；
[0028]圖7為本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱的智能控制方法的步驟流程圖；
[0029]圖8為本發(fā)明較佳實施例之智能控制方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0031]圖1為本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)，包括:傳感器模塊101、控制單元102、通訊單元103、報警單元104。
[0032]其中，傳感器模塊101包括多種傳感器，用于檢測水族箱內(nèi)的多種參數(shù)，并將檢測到的參數(shù)傳送至控制單元102，例如水位、溫度、含氧量等，具體地，本發(fā)明中傳感器模塊101包括水位傳感器、紅外線傳感器、光照傳感器、溫度傳感器以及含氧量傳感器;控制單元102對接收到的各參數(shù)進(jìn)行處理，根據(jù)各參數(shù)對通訊單元103以及報警單元104進(jìn)行控制，具體地，當(dāng)控制單元102根據(jù)接收到的參數(shù)判斷出當(dāng)前水族箱工作異常時，啟動通訊單元103，向用戶發(fā)送短信，提醒用戶及時干預(yù)水族箱的參數(shù)，同時啟動報警單元104，對參數(shù)異常進(jìn)行報警;通訊單元103在控制單元102的控制下，將水族箱的異常情況發(fā)送至相應(yīng)終端;報警單元104在控制單元102的控制下進(jìn)行報警，例如通過蜂鳴器進(jìn)行警報。
[0033]較佳的，本發(fā)明之遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控模塊，如圖2所示，該視頻監(jiān)控模塊包括前端監(jiān)控模塊201、視頻編碼器202、視頻服務(wù)器203、中心服務(wù)器204以及視頻顯示端205，其中，前端監(jiān)控模塊201包括CXD攝像頭，用于獲取水族箱內(nèi)的視頻信號，并將獲得的視頻信號送入視頻編碼器202，視頻編碼器202進(jìn)行編碼后，傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器203后經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心服務(wù)器204，進(jìn)而在視頻顯示端205中實時顯示水族箱內(nèi)的情況。具體地，例如當(dāng)用戶想隨時監(jiān)控水族箱內(nèi)的情況或者傳感器模塊檢測到水位高于最高警戒水位/最低警戒水位一段時間仍然沒有恢復(fù)時，啟動前端監(jiān)控模塊201自動把視頻通過視頻編碼器編碼，傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器后經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)而在視頻顯示器中實時顯示水族箱內(nèi)的情況。
[0034]圖3為本發(fā)明一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)之較佳實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明較佳實施例中，本發(fā)明之遠(yuǎn)程監(jiān)控水族箱智能控制系統(tǒng)包括水族箱I，光照傳感器2，空氣進(jìn)口閥3，LED燈管4，CCD攝像頭5，紅外線傳感器6，DSP (數(shù)字信號控制器)芯片7，GSM模塊8，報警器9，水族箱外殼1，緩沖水位箱11，抽水電機(jī)12，水位監(jiān)控裝置13，電磁閥14，進(jìn)水管道15，排水管道16，伺服電機(jī)17，喂食盒18，報警器19，溫度傳感器20。
[0035]為了提高水族箱內(nèi)的氧氣含量，提高水族箱養(yǎng)殖的成功幾率，本發(fā)明中水族箱I采用的方案是用一個緩沖水位箱11和水族箱I進(jìn)行循環(huán)交替換水，這樣既可以提高水族箱內(nèi)的水質(zhì)量，又可以減少養(yǎng)殖的人換水的次數(shù)。圖4為本發(fā)明較佳實施例中水族箱的換水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，電磁閥41 一端連接水族箱I中的水位監(jiān)控裝置13，另一端通過進(jìn)水管道連接至緩沖水位箱11，電磁閥42—端連接水族箱I中的抽水電機(jī)12，另一端通過排水管道連接至緩沖水位箱21。
[0036]在本發(fā)明中，紅外線傳感器6有四個，為兩對對射式光電開關(guān)，分別分布于水族箱的兩側(cè)，用于監(jiān)測水族箱的最高警戒水位和最低警戒水位。
[0037]水位監(jiān)控裝置13位于水族箱I內(nèi)，用于監(jiān)測水位箱的水位，當(dāng)水位監(jiān)控裝置監(jiān)測到緩沖水位箱的水位高于最高警戒水位或低于最低警戒水位時，水位監(jiān)控裝置13把信號傳遞給DSP芯片7，報警器9執(zhí)行DSP芯片7的控制信號，此時報警器響起。
[0038]GSM模塊8在水族箱I底部，當(dāng)通過含氧量傳感器(圖中未示出)監(jiān)測到水中的含氧量長期處于低水平狀態(tài)的時候，或者水族箱I內(nèi)的水位在規(guī)定的循環(huán)時間里面高于警戒水位或低于警戒水位等水族箱中發(fā)生異常情況時，GSM模塊8開始動作，采用RS485接口模塊向用戶發(fā)送短信，提醒用戶及時干預(yù)水族箱的參數(shù)。
[0039]當(dāng)用戶想隨時監(jiān)控水族箱內(nèi)的情況或者紅外傳感器6檢測到水位高于最高警戒水位/最低警戒水位一段時間仍然沒有恢復(fù)時，CCD攝像頭5自動把視頻通過視頻編碼器編碼，傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器后經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)而在視頻顯示器中實時顯示水族箱內(nèi)的情況。
[0040]較佳的，可在視頻監(jiān)控單元中的視頻服務(wù)器加上一個I/O輸出控制單元，對水族箱內(nèi)的LED燈4、喂食盒18中的伺服電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控