專利名稱：一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬水質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置及方法
背景技術(shù)：
我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，尤其在池塘養(yǎng)殖方面具有悠久的養(yǎng)殖歷史,為滿足人民對優(yōu)質(zhì)蛋白的需求做出了極大貢獻。在池塘養(yǎng)殖過程中，池塘水質(zhì)指標，尤其是溶解氧指標的好壞直接決定著養(yǎng)殖生物的存活和生長，對池塘水體溶解氧的實時監(jiān)測和控制是建立現(xiàn)代養(yǎng)殖技術(shù)、實現(xiàn)精準養(yǎng)殖的關(guān)鍵。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖過程中，對水體溶解氧的判斷基本上基于養(yǎng)殖經(jīng)驗，如觀察水色等，無法做到定量水平，隨著水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備，尤其是水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)，實現(xiàn)了池塘養(yǎng)殖水體溶解氧的定量監(jiān)測，為池塘養(yǎng)殖提供了一定的科學參考。目前，對于養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的監(jiān)測主要為人工或自動定時、定點監(jiān)測，然而，使用當前監(jiān)測技術(shù)和方法存在著諸多缺陷，主要表現(xiàn)為一是對養(yǎng)殖池塘水體監(jiān)測無法做到全覆蓋，準確性較差，一般養(yǎng)殖池塘面積較大，且受到外界環(huán)境(如風等)及水體生物影響較大，養(yǎng)殖池塘中不同方位、不同深度的水體溶解氧分布不均勻，目前固定的在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備僅能做到對池塘某一點進行監(jiān)測，無法做到全面精準監(jiān)測；ニ是水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備價格較高，一套在線監(jiān)測傳感器只能監(jiān)測ー個養(yǎng)殖池塘的某個點的水質(zhì)變動情況，若養(yǎng)殖池塘過多，則將大大増加養(yǎng)殖投入，遠遠超出了養(yǎng)殖戶所能接受的上限，極大限制了水質(zhì)在線監(jiān)測傳感器的推廣和應用。另外，在池塘水體溶解氧控制方面，普遍采用的方法是養(yǎng)殖戶根據(jù)經(jīng)驗，如查看水色、氣溫、天氣等，以人工的方式來開啟或關(guān)閉增氧設(shè)備，同樣無法做到自動、精準控制。當前，自動化控制、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)燃夹g(shù)均比較成熟，且在エ業(yè)上應用較為廣泛，若將這些技術(shù)與目前采用的在線固定監(jiān)測技術(shù)和方法進行有機結(jié)合和集成，將能實現(xiàn)養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時全面監(jiān)測和精準控制，有利于建立現(xiàn)代エ廠化養(yǎng)殖方式，相關(guān)方法和技術(shù)尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置及方法，針對當前養(yǎng)殖池塘溶解氧監(jiān)測過程中監(jiān)測成本高、監(jiān)測不全面(或不精確)及無法自動監(jiān)測和控制等問題，采用水體溶解氧定點監(jiān)測和移動監(jiān)測相結(jié)合，并集成目前較為成熟的數(shù)據(jù)無線傳輸及自動控制等技術(shù)手段，用于實時監(jiān)測和精準控制養(yǎng)殖池塘水體溶解氧指標，為建立現(xiàn)代池塘養(yǎng)殖技術(shù)提供參考。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控室、若干養(yǎng)殖池塘，所述的監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有在線監(jiān)測単元、控制單元，所述的在線監(jiān)測単元包括水質(zhì)檢測槽、水質(zhì)監(jiān)測傳感器；所述的養(yǎng)殖池塘內(nèi)安裝至少ー個取水単元、實時監(jiān)測無線傳輸單元、至少ー個增氧單元；所述的取水単元包括水泵、電磁閥，所述的水泵、電磁閥通過輸水管道進行串連，且水泵、電磁閥均由控制單元控制；所述的實時監(jiān)測無線傳輸単元包括受控自主移動載體、微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置，所述的受控自主移動載體內(nèi)設(shè)有微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置；所述的在線監(jiān)測單元與控制單元相連，所述的在線監(jiān)測單元、控制單元分別連接姆個取水単元，所述的實時監(jiān)測無線傳輸單元通過無線方式連接控制単元，所述的增氧單元連接控制単元。所述的取水単元數(shù)量根據(jù)養(yǎng)殖池塘的大小、形狀而定。一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，包括下列步驟(I)控制單元發(fā)送指令給取水単元、實時監(jiān)測無線傳輸單元，各養(yǎng)殖池塘內(nèi)的取水単元分別將各監(jiān)測點水體輸送至在線監(jiān)測単元后依次進行檢測；
(2)檢測數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至控制單元，各養(yǎng)殖池塘內(nèi)的實時監(jiān)測無線傳輸単元根據(jù)控制單元發(fā)送的指令在養(yǎng)殖池塘中進行移動監(jiān)測，同時將相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元；(3)控制單元根據(jù)在線監(jiān)測單元、實時監(jiān)測無線傳輸單元傳回的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和預存儲的相關(guān)指標進行數(shù)據(jù)融合和分析，根據(jù)養(yǎng)殖池塘溶解氧指標的要求做出判斷，并以此控制增氧單元開啟或關(guān)閉。所述的步驟I中，控制單元以在線方式控制取水單元間斷性開啟和關(guān)閉。所述的步驟2中，實時監(jiān)測無線傳輸單元內(nèi)的微型溶解氧傳感器測得養(yǎng)殖池塘內(nèi)溶解氧數(shù)據(jù)后暫存于數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置，待受控自主移動載體浮出水面后，數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置將其存儲的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元。所述的步驟3中，若養(yǎng)殖池塘中監(jiān)測到的水質(zhì)指標低于控制単元中預設(shè)的最低標準，則控制単元通過有線方式發(fā)送開啟指令給增氧単元；若養(yǎng)殖池塘中監(jiān)測到的水質(zhì)指標高于控制単元中預設(shè)的最高標準，則控制単元通過有線方式發(fā)送關(guān)閉指令給增氧単元。有益效果本發(fā)明多個養(yǎng)殖池塘及多個監(jiān)測點共享ー套監(jiān)測傳感器，可有效減低投入成本，針對當前養(yǎng)殖池塘溶解氧監(jiān)測過程中監(jiān)測成本高、監(jiān)測不全面(或不精確)及無法自動監(jiān)測和控制等問題，采用水體溶解氧定點監(jiān)測和移動監(jiān)測相結(jié)合，并集成目前較為成熟的數(shù)據(jù)無線傳輸及自動控制等技術(shù)手段，用于實時監(jiān)測和精準控制養(yǎng)殖池塘水體溶解氧指標，為建立現(xiàn)代池塘養(yǎng)殖技術(shù)提供參考。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；I.養(yǎng)殖池塘2.實時監(jiān)測無線傳輸單元3.取水單元4.增氧單元5.監(jiān)控室6.控制単元7.在線監(jiān)測単元
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進ー步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
如圖I所示，本發(fā)明ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控室5、若干養(yǎng)殖池塘1，所述的監(jiān)控室5內(nèi)設(shè)有在線監(jiān)測単元7、控制單元6，所述的在線監(jiān)測単元7包括水質(zhì)檢測槽、水質(zhì)監(jiān)測傳感器；所述的養(yǎng)殖池塘I內(nèi)安裝至少ー個取水単元3、實時監(jiān)測無線傳輸單元2、至少ー個增氧單元4;所述的取水単元3包括水泵、電磁閥，所述的水泵、電磁閥通過輸水管道進行串連，且水泵、電磁閥均由控制單元6控制；所述的實時監(jiān)測無線傳輸單元2包括受控自主移動載體、微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置，所述的受控自主移動載體內(nèi)設(shè)有微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置；所述的在線監(jiān)測単元7與控制單元6相連，所述的在線監(jiān)測単元7、控制單元6分別連接每個取水単元3，所述的實時監(jiān)測無線傳輸単元2通過無線方式連接控制単元6，所述的增氧單元4連接控制単元6。
所述的取水単元3數(shù)量根據(jù)養(yǎng)殖池塘I的大小、形狀而定。一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，包括下列步驟(I)控制單元6發(fā)送指令給取水単元3、實時監(jiān)測無線傳輸單元2，各養(yǎng)殖池塘I內(nèi)的取水単元3分別將各監(jiān)測點水體輸送至在線監(jiān)測単元7后依次進行檢測；(2)檢測數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至控制單元6，各養(yǎng)殖池塘I內(nèi)的實時監(jiān)測無線傳輸單元2根據(jù)控制単元6發(fā)送的指令在養(yǎng)殖池塘I中進行移動監(jiān)測，同時將相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元6 ；(3)控制單元6根據(jù)在線監(jiān)測單元7、實時監(jiān)測無線傳輸單元2傳回的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和預存儲的相關(guān)指標進行數(shù)據(jù)融合和分析，根據(jù)養(yǎng)殖池塘I溶解氧指標的要求做出判斷，并以此控制增氧單元4開啟或關(guān)閉。所述的步驟I中，控制單元6以在線方式控制取水単元3間斷性開啟和關(guān)閉。所述的步驟2中，實時監(jiān)測無線傳輸單元2內(nèi)的微型溶解氧傳感器測得養(yǎng)殖池塘內(nèi)溶解氧數(shù)據(jù)后暫存于數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置，待受控自主移動載體浮出水面后，數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置將其存儲的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元6。所述的步驟3中，若養(yǎng)殖池塘I中監(jiān)測到的水質(zhì)指標低于控制単元6中預設(shè)的最低標準，則控制単元6通過有線方式發(fā)送開啟指令給增氧単元4 ;若養(yǎng)殖池塘I中監(jiān)測到的水質(zhì)指標高于控制単元6中預設(shè)的最高標準，則控制単元6通過有線方式發(fā)送關(guān)閉指令給增氧單元4。由此可見，本發(fā)明采用定點監(jiān)測和移動監(jiān)測2種方式，可實時、全面監(jiān)測養(yǎng)殖池塘I溶解氧指標，可避免由于水體溶解氧不均勻而導致固定點檢測不精確的問題；本發(fā)明將自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)等有機結(jié)合，可實現(xiàn)養(yǎng)殖池塘I水體溶解氧指標的實時、自動監(jiān)測和控制，提升池塘養(yǎng)殖的科技水平，在現(xiàn)代エ廠化養(yǎng)殖中具有較強的競爭カ和推廣價值，有利于推動エ廠化養(yǎng)殖技術(shù)和現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。另外，隨著水質(zhì)檢測傳感器的發(fā)展，利用此方法還可以實現(xiàn)養(yǎng)殖池塘水體其他指標的實時自動監(jiān)測和控制。
權(quán)利要求
1.一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控室(5)、若干養(yǎng)殖池塘(1)，其特征在于所述的監(jiān)控室(5)內(nèi)設(shè)有在線監(jiān)測単元(7)、控制単元(6)，所述的在線監(jiān)測単元(7)包括水質(zhì)檢測槽、水質(zhì)監(jiān)測傳感器；所述的養(yǎng)殖池塘(I)內(nèi)安裝至少ー個取水単元(3)、實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)、至少ー個增氧單元(4);所述的取水単元(3)包括水泵、電磁閥，所述的水泵、電磁閥通過輸水管道進行串連，且水泵、電磁閥均由控制單元(6)控制；所述的實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)包括受控自主移動載體、微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置，所述的受控自主移動載體內(nèi)設(shè)有微型溶解氧傳感器、數(shù)據(jù)儲存及發(fā)射裝置；所述的在線監(jiān)測単元(7)與控制單元(6)相連，所述的在線監(jiān)測単元(7)、控制單元(6)分別連接每個取水単元(3)，所述的實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)通過無線方式連接控制単元(6)，所述的增氧單元(4)連接控制単元(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的取水単元(3)數(shù)量根據(jù)養(yǎng)殖池塘(I)的大小、形狀而定。
3.一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，使用如權(quán)利要求I所述的ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置，其特征在于，包括下列步驟 (I)控制單元(6)發(fā)送指令給取水単元(3)、實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)，各養(yǎng)殖池塘 (1)內(nèi)的取水単元(3)分別將各監(jiān)測點水體輸送至在線監(jiān)測単元(7)后依次進行檢測； (2)檢測數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至控制單元出)，各養(yǎng)殖池塘(I)內(nèi)的實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)根據(jù)控制単元(6)發(fā)送的指令在養(yǎng)殖池塘(I)中進行移動監(jiān)測，同時將相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元(6)； (3)控制單元(6)根據(jù)在線監(jiān)測單元(7)、實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)傳回的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和預存儲的相關(guān)指標進行數(shù)據(jù)融合和分析，根據(jù)養(yǎng)殖池塘(I)溶解氧指標的要求做出判斷，并以此控制增氧單元(4)開啟或關(guān)閉。
4.如權(quán)利要求3所述的ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，其特征在于所述的步驟I中，控制單元(6)以在線方式控制取水単元(3)間斷性開啟和關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求3所述的ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，其特征在于所述的步驟2中，實時監(jiān)測無線傳輸單元(2)內(nèi)的微型溶解氧傳感器測得養(yǎng)殖池塘內(nèi)溶解氧數(shù)據(jù)后暫存于數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置，待受控自主移動載體浮出水面后，數(shù)據(jù)存儲及發(fā)射裝置將其存儲的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送回控制單元(6)。
6.如權(quán)利要求3所述的ー種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控方法，其特征在于所述的步驟3中，若養(yǎng)殖池塘(I)中監(jiān)測到的水質(zhì)指標低于控制単元(6)中預設(shè)的最低標準，則控制單元(6)通過有線方式發(fā)送開啟指令給增氧単元⑷；若養(yǎng)殖池塘⑴中監(jiān)測到的水質(zhì)指標高于控制単元出)中預設(shè)的最高標準，則控制単元(6)通過有線方式發(fā)送關(guān)閉指令給增氧單元(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖池塘水體溶解氧的實時監(jiān)控裝置及方法，裝置包括監(jiān)控室、若干養(yǎng)殖池塘，多個養(yǎng)殖池塘及多個監(jiān)測點共享一套監(jiān)測傳感器；方法為控制單元發(fā)送指令給取水單元、實時監(jiān)測無線傳輸單元，取水單元對各監(jiān)測點水體進行定點監(jiān)測；實時監(jiān)測無線傳輸單元在養(yǎng)殖池塘中進行移動監(jiān)測；控制單元根據(jù)在線監(jiān)測單元、實時監(jiān)測無線傳輸單元傳回的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和預存儲的相關(guān)指標進行數(shù)據(jù)融合和分析，根據(jù)養(yǎng)殖池塘溶解氧指標的要求做出判斷，并以此控制增氧單元開啟或關(guān)閉。本發(fā)明采用水體溶解氧定點監(jiān)測和移動監(jiān)測相結(jié)合，并集成目前較為成熟的數(shù)據(jù)無線傳輸及自動控制等技術(shù)手段，用于實時監(jiān)測和精準控制養(yǎng)殖池塘水體溶解氧指標。
文檔編號G01N33/18GK102654496SQ20121012932
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者侯俊利, 馮廣朋, 劉鑒毅, 莊平, 張濤, 章龍珍, 趙峰 申請人:中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所