1.一種在線監(jiān)測(cè)、智能遠(yuǎn)程報(bào)警的生物浮床,主要包括浮床床體、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分析控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng),其特征是:
所述的浮床床體兩端各包括傳感器固定桿一(4)和傳感器固定桿二(14);
所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括光照傳感器(1)、大氣溫濕度傳感器(2)、土壤溫濕度傳感器(5)、電導(dǎo)率傳感器(6)、pH傳感器(7)、氨氮傳感器(8)、溶解氧傳感器(9)、紅外發(fā)射器(13)、紅外接收器(3)和顏色傳感器(15);其中光照傳感器(1)、大氣溫濕度傳感器(2)組成大氣參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊;土壤溫濕度傳感器(5)和電導(dǎo)率傳感器(6)組成土壤監(jiān)測(cè)模塊;pH傳感器(7)、氨氮傳感器(8)和溶解氧傳感器(9)組成土壤監(jiān)測(cè)模塊;紅外發(fā)射器(13)、紅外接收器(3)和顏色傳感器(15)組成植物狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊;大氣參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊中的光照傳感器(1)和溫濕度傳感器(2),分別位于浮床邊緣一側(cè)的傳感器固定桿一(4)頂部和上部;土壤監(jiān)測(cè)模塊中的土壤溫濕度傳感器(5)和電導(dǎo)率傳感器(6)底部插入營(yíng)養(yǎng)土層中;水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊中的pH傳感器(7)、氨氮傳感器(8)和溶解氧傳感器(9)插入水體中;植物狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊中的紅外發(fā)射器(13)與紅外接收器(3)分別固定在兩根傳感器固定桿上,保持同一高度;顏色傳感器(15)固定在傳感器固定桿二(11)上,可360°繞傳感器固定桿二(11)旋轉(zhuǎn);
所述分析控制系統(tǒng),包括單片機(jī)分析控制器(10)和太陽能電池板(14),其中太陽能電池板(14)固定在傳感器固定桿二(11)頂部,單片機(jī)分析控制器(10)固定在傳感器固定桿二(11)底部,通過數(shù)據(jù)線分別與光照傳感器(1)、大氣溫濕度傳感器(2)、土壤溫濕度傳感器(5)、電導(dǎo)率傳感器(6)、pH傳感器(7)、氨氮傳感器(8)、溶解氧傳感器(9)、顏色傳感器(15)、紅外發(fā)射器(13)、紅外接收器(3)和無線通訊器(12)相連;
所述遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng),包括無線通訊器(12),通過數(shù)據(jù)線與分析控制系統(tǒng)連接。
2.權(quán)利要求1所述的一種在線監(jiān)測(cè)、智能遠(yuǎn)程報(bào)警的生物浮床的測(cè)控方法,其特征是包括以下步驟:
(S1)根據(jù)浮床植物的種類以及水域水質(zhì)要求,設(shè)定報(bào)警參數(shù)、監(jiān)測(cè)頻率和數(shù)據(jù)采集分析周期,記采收高度Hmax、越冬溫度下限Tmin、電導(dǎo)率下限ECmin、黃/綠葉面積比YGRmax、溶解氧下限D(zhuǎn)Omin、NH3-N上限NH3-Nmax、pH下限pHmin、pH上限pHmax,并調(diào)節(jié)紅外發(fā)射器(13)和紅外接收器(3)至采收高度Hmax;
(S2)開啟顏色傳感器(15),對(duì)隨機(jī)、多角度視野內(nèi)植物葉面情況進(jìn)行判斷,獲取初始黃面積數(shù)Y0、綠葉面積數(shù)G0,記黃/綠葉面積比YGR0=Y(jié)0/G0;開啟土壤溫濕度傳感器(5),獲得獲取營(yíng)養(yǎng)土層狀體參數(shù)溫度T0和濕度RH0;開啟電導(dǎo)率傳感器(6),獲得獲取營(yíng)養(yǎng)土層狀體參數(shù)電導(dǎo)率EC0;開啟溶解氧傳感器(9)、氨氮傳感器(8)、pH傳感器(7),獲得水域初始狀態(tài)參數(shù)溶解氧DO0、氨氮值NH3-N0、pH0;
(S3)開啟紅外發(fā)射器(13)和紅外接收器(3),若植物生長(zhǎng)至采收高度Hmax,遮擋紅外發(fā)射器(13)發(fā)出的紅外信號(hào),紅外接收器(3)不可接收紅外發(fā)射器(13)信號(hào),記參數(shù)為1,若植物生長(zhǎng)未達(dá)到采收高度Hmax,紅外發(fā)射器(13)發(fā)出的紅外信號(hào)可被紅外接收器(3)接收,記參數(shù)為0;
(S4)開啟光照傳感器(1)、大氣溫濕度傳感器(2),獲取并存儲(chǔ)光照和大氣溫濕度數(shù)據(jù),為日常管理提供參考數(shù)據(jù);
(S5)數(shù)據(jù)采集分析周期內(nèi),取紅外接收器(3)數(shù)據(jù)的眾數(shù)M為表征參數(shù),取顏色傳感器(15)、土壤溫濕度傳感器(5)、電導(dǎo)率傳感器(6)、pH傳感器(7)、氨氮傳感器(8)、溶解氧傳感器(9)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為表征參數(shù),分別為黃/綠葉面積比YGR、土壤溫度T、土壤相對(duì)濕度RH、電導(dǎo)率EC、pH、氨氮值NH3-N、溶解氧DO;
(S6)當(dāng)M=1、YGR≥YGRmax中任一條件滿足時(shí),啟動(dòng)采收?qǐng)?bào)警;
(S7)當(dāng)|pH-pH0|≥限定閾值Ⅰ、[NH3-N]/[NH3-N0]≥限定閾值Ⅱ、[DO]/[DO0]≤限定閾值Ⅲ中三個(gè)條件滿足其中一個(gè)時(shí),啟動(dòng)三級(jí)水質(zhì)波動(dòng)報(bào)警;當(dāng)三個(gè)條件中某兩個(gè)同時(shí)滿足,啟動(dòng)二級(jí)水質(zhì)波動(dòng)報(bào)警;當(dāng)上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí),啟動(dòng)一級(jí)水質(zhì)波動(dòng)報(bào)警;
(S8)當(dāng)pH≥pHmax或pH≤pHmin、NH3-N≥NH3-Nmax、DO≤DOmin中三個(gè)條件滿足其中一個(gè)時(shí),啟動(dòng)三級(jí)水質(zhì)閾值報(bào)警;當(dāng)三個(gè)條件中某兩個(gè)同時(shí)滿足,啟動(dòng)二級(jí)水質(zhì)閾值報(bào)警;當(dāng)上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí),啟動(dòng)一級(jí)水質(zhì)閾值報(bào)警;
(S9)當(dāng)T≤T0、RH≤RHmin中任一條件滿足時(shí),啟動(dòng)越冬報(bào)警;
(S10)無報(bào)警信號(hào)發(fā)出,則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入存儲(chǔ),進(jìn)入下一數(shù)據(jù)采集分析周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在線監(jiān)測(cè)、智能遠(yuǎn)程報(bào)警的生物浮床的測(cè)控方法,其特征是所述的限值閾值Ⅰ取值范圍是0-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在線監(jiān)測(cè)、智能遠(yuǎn)程報(bào)警的生物浮床的測(cè)控方法,其特征是所述的限值閾值Ⅱ取值范圍是0-10。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在線監(jiān)測(cè)、智能遠(yuǎn)程報(bào)警的生物浮床的測(cè)控方法,其特征是所述的限值閾值Ⅲ取值范圍是0-1。