專利名稱：一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，高密度集約化養(yǎng)殖方式日益成為主流。集約化養(yǎng)殖條件下殘餌、糞便、其他排泄物、死亡藻類及浮游生物尸體極易在養(yǎng)殖水體中快速累積，這些有機物的腐爛分解將造成養(yǎng)殖水環(huán)境的迅速惡化以及病源微生物的大量繁殖，從而導(dǎo)致養(yǎng)殖失敗?？梢姡B(yǎng)殖水環(huán)境的控制是集約化養(yǎng)殖成敗的關(guān)鍵。水體中各種理化因子如:水溫、水色、鹽度、透明度、溶解氧、PH值、氨氮、硫化氫、化學(xué)耗氧量等的變化是養(yǎng)殖水環(huán)境優(yōu)劣的直接反映，是養(yǎng)殖者采取技術(shù)措施的重要依據(jù)。特別是PH值、溶解氧和水溫三項指標不僅與養(yǎng)殖生物的生存和生長息息相關(guān)，而且可用于間接推斷其他理化因子的變化趨勢及水體受污染程度，尤其受到養(yǎng)殖者的關(guān)注。由于條件限制，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖水環(huán)境監(jiān)測與控制方式主要是人工定時測量一兩個指標，且監(jiān)測的只是近岸或表層水樣。而一些重要的指標如溶解氧并未進行監(jiān)測，只是滿負荷甚至超負荷地開增氧設(shè)備進行維持。其不足之處表現(xiàn)在:(I)高密度集約化養(yǎng)殖方式下水環(huán)境變化較快，由于缺乏實時監(jiān)測與預(yù)警設(shè)施，傳統(tǒng)的監(jiān)控方式很容易錯過采取技術(shù)措施的最佳時機；(2)養(yǎng)殖生物一般生活于水體中下層或底部，由于條件限制傳統(tǒng)的監(jiān)控方式監(jiān)測的只是近岸或表層水樣，并不代表養(yǎng)殖生物真實的生活環(huán)境；(3)傳統(tǒng)的監(jiān)控方式測量指標單一且缺乏連續(xù)性，代表性差，難于推斷水環(huán)境的變化趨勢從而采取相應(yīng)的技術(shù)措施；(4)在線測量水體參數(shù)的傳統(tǒng)方法，通常是把傳感器放在魚塘的水里面，但魚塘的水有很多雜質(zhì)，如魚蝦的糞便、死的藻類、泥粉等，傳感器放在水里3-4天就很臟了，其所采集的數(shù)據(jù)就不準確了。要保持采集的數(shù)據(jù)的準確性，就要一周兩次到魚塘里把傳感器拿上來清洗，操作很麻煩；(5)傳統(tǒng)的在線測量水體參數(shù)的方法，通常是每口魚塘用一套傳感器，由于傳感器本身的精度不一樣、操作人員標定傳感器的技術(shù)水平不一樣、傳感器臟的程度不一樣，導(dǎo)致多口魚塘的水質(zhì)參數(shù)的可比性比較低，它們的差距，不知道主要來源于水體本身的差距，還是傳感器本身的精度差距、傳感器標定技術(shù)水平的差距、臟的程度不一樣的差距；(6)目前養(yǎng)殖者很多對溶解氧并未進行監(jiān)測，通常是憑經(jīng)驗開關(guān)機，在養(yǎng)殖后期往往是使增氧設(shè)備滿負荷甚至超負荷地運轉(zhuǎn)，這不僅無法作到科學(xué)增氧，還造成能源的浪費、養(yǎng)殖成體的增加，同時降低了增氧設(shè)備的使用壽命?，F(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖水體測控系統(tǒng)一般是在各個養(yǎng)殖點分別采用一套采集系統(tǒng)獲取水體參數(shù)，將水體參數(shù)傳輸至無線測控終端，繼而傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器發(fā)出相應(yīng)的指令給無線測控終端，無線測控終端控制增氧設(shè)備工作。采用這種系統(tǒng)固然能較快速的獲取養(yǎng)殖出的水體參數(shù)，但由于在每個養(yǎng)殖點都需要安放采集系統(tǒng)采集，這種方式不但增加了采集設(shè)備的成本；同時 在對各養(yǎng)殖點進行比較時，由于各采集系統(tǒng)(傳感器)本身的精度會有差異，臟的程度也不一樣，這樣導(dǎo)致比對誤差增大。而且現(xiàn)有的采集裝置(傳感器)一般直接安放在養(yǎng)殖點的水中，而水中的環(huán)境較為復(fù)雜，致使對采集系統(tǒng)經(jīng)常需要清洗。需要清洗時，必須從水中去取，這種導(dǎo)致清洗工作量增大。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)提高多水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)的可比性、降低平均各水產(chǎn)養(yǎng)殖點的的水體參數(shù)的測控成本、方便采集系統(tǒng)清洗，提高采集數(shù)據(jù)的精度、科學(xué)增氧、節(jié)能、提高增氧設(shè)備的壽命O為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:—種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于增氧的增氧設(shè)備、水泵、用于采集水體參數(shù)的采集系統(tǒng)、無線測控終端和監(jiān)控服務(wù)器，所述無線測控終端與采集系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器連接，所述無線測控終端控制水泵和增氧設(shè)備，所述采集系統(tǒng)為一套，無線測控終端控制水泵有次序的分別抽取各水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水至共同出水管，采集系統(tǒng)安裝在水泵共同出水管的末端，共同出水管末端放置在一個精度提高裝置內(nèi)。本監(jiān)控系統(tǒng)將采集系統(tǒng)安放在共同出水管末端，且共同出水管末端放置在一個精度提高裝置(放在岸上的水箱)內(nèi)，采集系統(tǒng)采集水體各參數(shù)，并將水體各參數(shù)通過無線測控終端的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊上傳到監(jiān)控服務(wù)器；其中精度提高裝置放置在岸上即可。采用這種方式安放的采集系統(tǒng)便于對采集裝置的清洗及維護；多個水產(chǎn)養(yǎng)殖點共用一套采集系統(tǒng)和無線測控終端，使監(jiān)控系統(tǒng)所采集到的多個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)有極強的可比性，通過橫向?qū)Ρ榷鄠€水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)，可有效防范養(yǎng)殖風險和向養(yǎng)殖科學(xué)研究提供可靠的數(shù)據(jù)比較。將水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水抽取通過共同出水管至一個精度提高裝置內(nèi)，精度提高裝置能使共同出水管免于被太陽直射，且由于精度提高裝置內(nèi)的水是從水產(chǎn)養(yǎng)殖點抽取的水，其總體環(huán)境差異不是很大，所以共同出水管末端放置在精度提高裝置內(nèi)保證采集系統(tǒng)采集的水體參數(shù)更接近實際。無線測控終端根據(jù)水體的溶氧值對增氧設(shè)備進行分時段控制。對增氧設(shè)備分時段的控制，其作用如下:1、科學(xué)增氧，充分氧化魚塘底部的有害物質(zhì)，降低魚蝦死亡的概率；2、使增氧設(shè)備不需要滿負荷或超負荷運行，一方面省電，另一方面讓電機線圈產(chǎn)生的熱量有時間散發(fā)出去，大大提高增氧設(shè)備的壽命。為了客戶能更好的通過訪問監(jiān)控服務(wù)器獲取各個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)、查看水產(chǎn)養(yǎng)殖點的具體狀況和觀察了解水泵、增氧設(shè)備的運行情況，還添加了移動設(shè)備、PC等能夠與監(jiān)控服務(wù)器通信的設(shè)備。更進一步的，所述共同出水管是與各個水泵出水管連接的出水管。各個水泵的出水管共同接一個共同出水管，保證水泵抽取的水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水至一個共同出水管，從而采集系統(tǒng)只需安裝在共同出水管的末端就能采集到各個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)。更進一步的，水泵與水產(chǎn)養(yǎng)殖點一一對應(yīng)，即采用一個水泵抽取一個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水。更進一步的，所述精度提高裝置為水箱，水箱上開設(shè)有用于接排污管的開口。更進一步的，所述采集系統(tǒng)包括溶解氧傳感器、PH值傳感器、溫度傳感器、鹽度傳感器、氨氮傳感器和 亞硝酸鹽傳感器中的一種或多種傳感器；也包括其他可以輸出設(shè)備能識別的信號的傳感器。根據(jù)用戶需要可以選擇一種或多種傳感器類型，以獲取水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體的的參數(shù)指標。更進一步的，所述無線測控終端包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與監(jiān)控服務(wù)器連接。更進一步的，所述共同出水管內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)能有效的過濾掉水中的雜質(zhì)。一般，水泵抽取距離水面I米以上、距離魚塘底部30厘米以上的魚塘水；是由于在距離水面I米以上的水中，陽光無法照射到，水藻無法進行光合作用，含氧量低；養(yǎng)殖生物通常是生長中魚塘水體的中下部或底層，所以測量漁塘中下層的水體參數(shù)才是有意義的。本實用新型的有益效果:1)采用同一套采集系統(tǒng)輪流采集多個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)，使各個水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)具有很強的可比性，通過橫向?qū)Ρ人a(chǎn)養(yǎng)殖點的水體參數(shù)就可以起到防范養(yǎng)殖風險的作用，為水產(chǎn)養(yǎng)殖研究提供有效的數(shù)據(jù)支持；2)采集系統(tǒng)安裝在共同出水管末端，共同出水管末端放置在精度提高裝置內(nèi)，方便采集裝置的清洗和更換，從而提高采集數(shù)據(jù)的精度；3)根據(jù)水體的溶氧值和分時段控制的策略，在每天溶氧值最高的時段，即太陽光最好的時段附近，通過有效開啟增氧設(shè)備把水產(chǎn)養(yǎng)殖點表層的含氧量高的表層水打到底層，氧化水產(chǎn)養(yǎng)殖點底部的有害物質(zhì)，降低其毒性，從而降低養(yǎng)殖風險；由于分時段的控制策略，科學(xué)增氧，使增氧設(shè)備不必要滿負荷運轉(zhuǎn)，一方面達到省電節(jié)能的目的，另一方面，使增氧設(shè)備的電機的線圈產(chǎn)生的熱量有時間散發(fā)出去，大增長了增氧設(shè)備的壽命。

圖1為本實用新型水體參數(shù)采集結(jié)構(gòu)圖。圖2為I至4號魚塘某一天的水體溶氧值的曲線動態(tài)變化圖。圖3為I至4號魚塘某一天的水體PH值的曲線動態(tài)變化圖。圖4為I號魚塘的昨天與今天兩天的溶氧值對比圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述，但本實用新型的實施方式并不限于此。一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于增氧的增氧設(shè)備、水泵、用于采集水體參數(shù)的采集系統(tǒng)、無線測控終端和監(jiān)控服務(wù)器，無線測控終端與采集系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器連接，無線測控終端控制水泵和增氧設(shè)備，其中水泵與水產(chǎn)養(yǎng)殖點一一對應(yīng)，采集系統(tǒng)為一套，無線測控終端控制水泵有次序的分別抽取各水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水至共同出水管，采集系統(tǒng)安裝在共同出水管的末端，共同出水管末端放置在一個精度提高裝置內(nèi)。在本實施例中，水產(chǎn)養(yǎng)殖點即位普通的魚塘，精度提高裝置為水箱。如圖1，1 一 4號魚塘分別安裝I 一 4號水泵，1- 4號水泵分別抽取I 一 4號魚塘的魚塘水至水泵的共同出水管處，水泵的共同出水管末端處安裝有溶氧傳感器和PH傳感器，共同出水管處放置在岸邊的一水箱內(nèi)，共同出水管內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)，水箱上開設(shè)一個用于接排污管的開口，傳感器通過無線測控終端的模擬量采集模塊將采集的水體參數(shù)傳輸?shù)綗o線測控終端，并通過無線測控終端的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器，一般情況下，水泵抽取距離水面I米以上處的魚塘水，由于在距離水面I米以上的水中，陽光無法照射到，水藻無法進行光合作用，含氧量低，而且是養(yǎng)殖生物通常是生長在這個區(qū)域。水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其實現(xiàn)方式為:在每個魚塘分別安裝一臺 水泵，將采集系統(tǒng)安裝在水泵共同出水管的末端，并將水泵共同出水管的末端放置在岸邊的一水箱內(nèi)；無線測控終端控制水泵有順序的分別抽取各個魚塘的水，將魚塘水抽入放置在水箱內(nèi)的水泵的共同出水管內(nèi)；采集系統(tǒng)對流過共同出水管的水進行采集，并通過無線測控終端的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將獲取的水體參數(shù)信號傳輸至監(jiān)控服務(wù)器；無線測控終端根據(jù)監(jiān)控服務(wù)器的指令控制增氧設(shè)備的啟停，通過分時段科學(xué)增氧。先將4個魚塘編號，分別為:1 - 4號魚塘，在設(shè)定的采集周期T內(nèi)輪流啟動安裝在魚塘的水泵，依次采集I 一 N號魚塘的水體參數(shù)，將采集周期T內(nèi)采集的水體參數(shù)傳輸至測控終端，進入下一個周期的采集。在本實施例中設(shè)定每15分鐘上傳一次數(shù)據(jù)，15分鐘為一個數(shù)據(jù)采集周期。在15分鐘的采集周期內(nèi)，輪流啟動I 一 4號水泵，輪流采集I 一 4號塘的水體參數(shù)。測I號塘的水體參數(shù)就打開I號水泵抽I號塘的水，連續(xù)運行3分鐘，前2分鐘傳感器不采集數(shù)據(jù)，最后一分鐘采集數(shù)據(jù)，并計算平均值上傳給監(jiān)控服務(wù)器；測2號塘的水體參數(shù)就打開2號水泵抽2號塘的水，連續(xù)運行3分鐘，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，最后一分鐘采集數(shù)據(jù)，并計算平均值上傳給監(jiān)控服務(wù)器；測3號塘的參數(shù)就打開3號水泵抽3號塘的水，連續(xù)運行3分鐘，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，最后一分鐘采集數(shù)據(jù)，并計算平均值上傳給監(jiān)控服務(wù)器；測4號塘的參數(shù)就打開4號水泵抽4號塘的水，連續(xù)運行3分鐘，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，最后一分鐘采集數(shù)據(jù)，并計算平均值上傳給監(jiān)控服務(wù)器。設(shè)現(xiàn)在是10時，開啟I號水泵，連續(xù)運行3分鐘，抽I號塘的水，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，第3分鐘采集數(shù)據(jù)I分鐘，并在10:03把平均值并上傳到監(jiān)控服務(wù)器。10:03開啟2號水泵，連續(xù)運行3分鐘，抽2號塘的水，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，第3分鐘采集I分鐘數(shù)據(jù)，并于10:06把平均值并上傳到監(jiān)控服務(wù)器。10:06開啟3號水泵，連續(xù)運行3分鐘，抽3號塘的水，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，第3分鐘采集I分鐘數(shù)據(jù)，并于10:09把平均值并上傳到監(jiān)控服務(wù)器。10:09開啟4號水泵，連續(xù)運行3分鐘，抽4號塘的水，前2分鐘不采集數(shù)據(jù)，第3分鐘采集I分鐘數(shù)據(jù)，并于10:12把平均值并上傳到監(jiān)控服務(wù)器。到了 10:15，15分鐘一個數(shù)據(jù)采集周期結(jié)束，上傳時間點分別為:10:03,10:06、10:09,10:12。同時進入下一個數(shù)據(jù)采集周期，重復(fù)前面的過程。在本實施例中，溶解氧傳感器采用ASI原裝的在線溶解氧傳感器，其性能參數(shù)如下:溫補元件:PT100輸出:0_25mV[0047]殼體:ABS測量范圍:0_20ppm精度:0.05ppm線纜長度:鍍錫線纜，長度6米。PH傳感器采用ASI原裝的在線PH傳感器器，其性能參數(shù)如下:溫補元件:PT100輸出:±1999mV殼體:ABS測量范圍:0-14ppm精度:0.02ppm線纜長度:鍍錫線纜，長度6米。溫度傳感器的性能參數(shù)要求如下:輸入:24V輸出:4_20mA殼體: 不銹鋼 測量范圍:-20— 100度精度:0.2 度線纜長度:鍍錫線纜，長度5米。圖2為I至4號魚塘某一天的水體溶氧值的曲線動態(tài)變化圖，圖3為1-4號塘的水體PH值的動態(tài)變化曲線，圖4為I號魚塘的溶氧值兩天的對比圖。以上所述的本實用新型的實施方式，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神原則之內(nèi)所作出的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于增氧的增氧設(shè)備、水泵、用于采集水體參數(shù)的采集系統(tǒng)、無線測控終端和監(jiān)控服務(wù)器，所述無線測控終端與采集系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器連接，所述無線測控終端控制水泵和增氧設(shè)備，其特征在于，所述采集系統(tǒng)為一套，無線測控終端控制水泵有次序的分別抽取各水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水至共同出水管，采集系統(tǒng)安裝在水泵共同出水管的末端，共同出水管末端放置在一個精度提高裝置內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述共同出水管是與各個水泵出水管連接的出水管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵與水產(chǎn)養(yǎng)殖點--對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述精度提聞裝置為水箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述采集系統(tǒng)包括溶解氧傳感器、PH值傳感器、溫度傳感器、鹽度傳感器、氨氮傳感器和亞硝酸鹽傳感器中的一種或多種傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線測控終端包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述共同出水管內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng) 。
專利摘要本實用新型公開一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)水體監(jiān)控系統(tǒng)，包增氧設(shè)備、水泵、用于采集水體參數(shù)的采集系統(tǒng)、無線測控終端和監(jiān)控服務(wù)器，無線測控終端與采集系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器連接，無線測控終端控制水泵和增氧設(shè)備，采集系統(tǒng)為一套，無線測控終端控制水泵有次序的分別抽取各水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水至共同出水管，采集系統(tǒng)安裝在共同出水管的末端，共同出水管末端放置在一個精度提高裝置內(nèi)。本實用新型實現(xiàn)在延長增氧設(shè)備壽命的同時，降低了設(shè)備成本和用電量；多水產(chǎn)養(yǎng)殖點共用一套無線測控終端和采集系統(tǒng)，提高了多水產(chǎn)養(yǎng)殖點水質(zhì)參數(shù)的可比性、降低了水產(chǎn)養(yǎng)殖點的水質(zhì)監(jiān)控的設(shè)備成本；傳感器安裝在魚塘岸邊的水泵共同出水管處，方便傳感器的清洗和更換。
文檔編號G05D27/02GK203072684SQ201320024778
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者王汝梅 申請人:廣州中和通信科技有限公司, 王汝梅