CN102124964A

CN102124964A - 海水养殖智能化管理系统

Info

Publication number: CN102124964A
Application number: CN2010100400665A
Authority: CN
Inventors: 刘军; 张建科; 陈洪涛; 管林挺; 吴远红
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: CN102124964B

Abstract

本发明提供的海水养殖智能化管理系统，包括传感器、计算机及所安装的分析程序、信号输出装置，其中包含以pH值电极、溶解氧电极、氨氮电极、重金属检测电极、亚硝酸氮电极、硝酸氮电极、无机氮电极中的一种或多种为传感器[C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7]水质预警模块和以电子摄像头[S]为传感器的鱼病诊断模块；所说计算机[PC]中存储有养殖鱼所需要的水质标准数据库、当地水质历史数据库、养殖鱼常见鱼病体貌图片数据库和所对应的包含鱼病名称和治疗方案的文字数据库。与现有技术相比，本发明中水质预警模块可使用户及时掌握水质情况并应对水质问题和提出将来的养殖品种；鱼病诊断模块则使用户及时掌握养殖品种是否有病和所患的鱼病种类和应对措施，以使用户的养殖效率更高。

Description

海水养殖智能化管理系统

技术领域本发明涉及的是一种海水养殖智能化管理系统，属生活需要之鱼类养殖技术领域。

背景技术海水养殖智能化管理系统，是由水质传感器、数据运算系统以及信号输出装置构成及执行机构构成的用于海水鱼类养殖管理的智能化系统。如中国实用新型专利ZL200820161765.3“水体养殖智能化管理系统”便“包括有传感器模块、控制模块、动作模块、通信模块和监控模块，传感模块的信号输出端连接控制模块的信号输入端，控制模块的信号输出端连接动作模块的信号输入端，控制模块与通信模块双向连接，通信模块与监控模块双向连接。”“工作时传感器模块利用各种传感器将水体的溶解氧浓度、温度、水位、鱼饵浓度、重金属离子浓度等信息采集出来并传给控制模块，控制模块将这些信息与水体正常的各种物质浓度范围进行比较做出决策，并把数据信息和决策信息传给通信模块，进而传给监控模块，同时把与决策信息相对应的控制信号传给动作模块，动作模块根据控制信号作出相应的反应，如向水池泵氧、投饵、抽水和移动闸门等。”前述水体养殖智能管理系统是对在养过程进行管理控制而不能对当地水域的养殖品种及养殖作业进行预测管理，尤其是所见各种系统未见对水体中鱼病进行诊断管理的。

发明创造内容针对上述不足，本发明是为解决目前海水养殖智能管理系统不能对养殖作前期评价和鱼病诊断的技术问题而提出一种海水养殖智能化管理系统。

本发明提供的海水养殖智能化管理系统，包括传感器、计算机及所安装的分析程序、信号输出装置，其中包含两个模块，

一个是水质预警模块，所说传感器是水质传感器包括pH值电极、溶解氧电极、氨氮电极、重金属检测电极、亚硝酸氮电极、硝酸氮电极、无机氮电极中的一种或多种；所说计算机中存储有养殖鱼所需要的水质标准数据库、当地水质历史数据库；所说分析程序是：

①接收各水质传感器信号，并将信号转化为相应的水质数值；

②从水质标准数据库中提取养殖鱼的标准水质，并将所得水质数值与该标准数值进行比较，提出水质评价信息；

③根据水质评价提出针对现行养殖鱼的水质改善措施；

④将所得水质数值存入当地水质历史数据库，并根据所在水域历史水质数值情况提出水质变化趋势；

⑤根据水质变化趋势选择最适宜的养殖鱼并提出需采取的水质改善措施；

⑥上述各结果即时经输出装置输出；

另一个是鱼病诊断模块，所说传感器是电子摄像头，所说计算机存储有养殖鱼常见鱼病体貌图片数据库和所对应的包含鱼病名称和治疗方案的文字数据库，所说分析程序是：

①接收电子摄像头输入的视频信号并按一定的时间间隔进行截图；

②从常见鱼病体貌图片数据库中提取鱼的病鱼体貌图片；

③将所得截图与病鱼体貌图片进行比较，筛选与截图最接近的病鱼体貌图片；

④根据所选出病鱼体貌图片从文字数据库中提取相应的文字信息，输出养殖品种所患鱼病的名称和治疗方案；

⑤上述各结果即时经输出装置输出。

本发明提供的海水养殖智能化管理系统，除水质预警模块外还有鱼病诊断模块，而水质预警模块中有对水质变化趋势的分析，可使用户及时掌握水质情况并应对水质问题和提出将来的养殖品种。同时，鱼病诊断模块则使用户及时掌握养殖品种是否有病和所患的鱼病种类和应对措施。与现有技术相比，本发明不仅使用户能及时处理当前的问题还能有充足的时间来处理将要发生的问题，以使用户的养殖效率更高。

所说养殖鱼所需要的水质标准数据库是由各种养殖品种鱼所需要的水质标准数据子库组成的。

所说养殖鱼的各常见鱼病体貌图片数据库及所对应的文字数据库是由各种养殖品种鱼的各常见鱼病体貌图片数据子库及所对应的文字数据子库组成的。

所说养殖鱼常见鱼病体貌图片数据库或其子库中还有各个养殖品种的各种鱼病所对应的病鱼内脏表征图片，被判断的鱼经解剖后的内脏表征数据以电子摄像头所摄信号直接连接计算机或以图片文件形式输入计算机，用分析程序进行分析。

所说计算机还有数据输入装置与各水质标准数据子库和鱼的各常见鱼病体貌图片数据子库及所对应的文字数据子库连接。

在水质预警模块中，所说分析程序中的向数据库提取养殖鱼数据前还有一个人工输入养殖品种的接口，用以输入鱼类信息，以指定分析时所要提取养殖鱼数据的鱼类品种。

在水质预警模块中，所说分析程序中的水质数据输入口还有一个人工输入数据的接口，并有采用人工输入还是采用检测结果的选择开关。

在水质预警模块中，所说分析程序是由第①步将检测所得信号量转换为水质数据和与后续的步骤两个独立的程序构成的。

在鱼病诊断模块中，所说分析程序中的向数据库提取养殖鱼数据前还有一个人工输入养殖品种的接口，用以输入鱼类信息，以指定分析时所要提取养殖鱼数据的鱼类品种。

在鱼病诊断模块中，所说分析程序中将所得截图与病鱼体貌图片进行比较前，还有一个图片处理程序，以对所得截图进行角度方向大小等处理，便于比较。

在鱼病诊断模块中，所说分析程序在接受图片进行比较时，还有一个文字信息输入的端口，用以输入以文字表述的鱼体内外表征，处理程序在接受所说文字信息后与从数据库中提取的养殖鱼类有关的文字信息进行比较处理并提出最接近的鱼病诊断结果。

本发明所提供的海水养殖智能化管理系统，可以通过传感器和计算机系统对养殖海域水质进行实时监测，并根据监测数据给出预警报告。通过人工输入可根据用户的需要对养殖海域水质添加新的监测数据。用户通过选定时间段来获取所在海域的水质的长短其变化趋势，为养殖品种及养殖方法提供决策依据。而鱼病诊断模块通过图像处理，方便用户将病鱼的视觉信息加入到鱼病诊断模块中，可以为用户及时提供鱼病预警和参考诊断结果。

附图说明附图这本发明一实施例的框图，图中：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7-水质传感器，分别为pH值电极、溶解氧电极、氨氮电极、重金属检测电极、亚硝酸氮电极、硝酸氮电极、无机氮电极，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7-放大电路，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7-低通滤波电路，K-多路选择开关，A/D-模数转换电路，CU-单片机，PC-计算机，S-电子摄像头。

具体实施方式有一海水养殖智能化管理系统，其框图如附图所示。该系统安装有7个水质传感器，分别是pH值电极C1、溶解氧电极C2、氨氮电极C3、重金属检测电极C4、亚硝酸氮电极C5、硝酸氮电极C6、无机氮电极C7，各传感器信号经各自的放大电路F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7放大后再经各自的低通滤波电路R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7滤去杂波，经各自接口连接到一多路选择开关K，多路选择开关经一模数转换电路A/D后接入单片机CU。另有终端计算机PC与单片机连接。计算机PC还连接一电子摄像头S作为鱼病传感器和多种数据输入设备接口。计算机内的存储器内建有水质数据库和鱼病数据库，其中水质数据库是养殖鱼所需要的水质标准数据库和当地水质历史数据库，而其中水质标准数据库又是由各种养殖品种鱼所需要的水质标准数据子库组成的。计算机内的存储器内还建有养殖鱼的各常见鱼病体貌图片数据库及所对应的文字数据库，体貌图片既有外表又有内脏的表征图片，文字数据库包含鱼病名称、表征的文字描述和治疗方案等，且该数据库是由各种养殖品种鱼的各常见鱼病体貌图片数据子库及所对应的文字数据子库组成的。各传感器信号经放大和滤波后，由多路选择开关开通某传感器信号经模数转换电路转换为数字信号送入单片机，单片机内建立有将各数字信号转换为描述水质的标准的水质数据的程序。计算机内的存储器内还建有水质预警分析程序和鱼病诊断分析程序并和各自的传感器、数据库成为水质预警模块和鱼病分析模块。其中水质预警分析程序的工作过程是：(1)启动清零；(2)根据人工输入的命令判断是由单片机取得水质数据还是通过人工输入水质数据，由单片机取得数据是人工指定某个指标还是全部指标；(3)接收水质数据：①如是人工输入则接收人工输入的水质数据；②如是从单片机取得人工指定的某个指标则通过单片机向多路选择开关发出开通该指标传感器电路的指令并从单片机接收某个指标的水质数据；③如是从单片机取得全部指标则通过单片机向多路选择开关发出依次开通所有传感器电路的指令并逐个从单片机接收各个水质数据；(4)根据人工输入的命令判断是否分析指定的养殖品种的水质情况；(5)如是：①从数据库提取所指定的养殖品种所需要的标准水质；②将所接收的水质数据与标准水质进行比较；③输出比较结果；④根据比较结果提出改善措施；如否(6)将水质数据存入历史数据库中；(7)根据人工输入的时间段提取所在水域历史水质数据情况提出今后这段时间内的水质变化趋势；(8)根据人工输入的命令判断是否推荐适宜养殖的养殖品种；(9)如是：①从数据库逐个提取养殖品种所需要的标准水质；②将所得水质变化趋与所提取的标准水质进行比较；③保存比较结果；④重复①、②、③并将两个比较结果进行比较，保留总体评价差值比较小的一组重新保存作为③的结果；⑤将数据库中所有养殖品种比较完毕后再从数据库中提取最终保留的③的结果所对应的养殖品种的信息输出；⑥根据最终保留的③的结果提出水质改善措施。其中鱼病诊断分析程序的工作过程是：(1)启动清零；(2)根据人工输入的命令判断是使用电子摄像头信号截图还是图像文件或者人工输入文字信息；(3)如是使用电子摄像头信号截图的打开视频信号截图子程序，并按每5秒一次截图保存；如是使用图像文件的读取文件并保存；如是人工输入文字信息则接收文字信息并保存；同时人工指定比较鱼类；(4)判断保存的是图像还是文字；(5)如是图像，先从所指定鱼类的常见鱼病体貌图片数据库中提取鱼的病鱼体貌图片逐幅比较并保留最接近的一张，图片比较前用程序内嵌的图片手工处理程序调整图片大小角度等；再按所保留的一张图片信息从数据库中提取与该图片对应的文字信息；如是文字，先从所指定鱼类的数据库中提取描述病鱼症状的文字信息，再逐个比较并保留最接近的一份，最后提取所对应的鱼病文字信息和图片；所说文字信息是指反映鱼病名称、起因及治疗手段和防治方法内容的按规定方式编写的。

上述两分析程序都为人机交互方式的对话框结构，所有结果均有显示，并有打印键。

Claims

1.一种海水养殖智能化管理系统，包括传感器、计算机及所安装的分析程序、信号输出装置，其特征是包含两个模块，

③根据水质评价提出针对现行养殖鱼的水质改善措施；

⑥上述各结果即时经输出装置输出；

②从常见鱼病体貌图片数据库中提取鱼的病鱼体貌图片；

⑤上述各结果即时经输出装置输出。

2.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是所说养殖鱼所需要的水质标准数据库是由各种养殖品种鱼所需要的水质标准数据子库组成的。

3.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是所说养殖鱼的各常见鱼病体貌图片数据库及所对应的文字数据库是由各种养殖品种鱼的各常见鱼病体貌图片数据子库及所对应的文字数据子库组成的。

4.如权利要求1或3所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是养殖鱼常见鱼病体貌图片数据库或其子库中还有各个养殖品种的各种鱼病所对应的病鱼内脏表征图片，被判断的鱼经解剖后的内脏表征数据以电子摄像头所摄信号直接连接计算机或以图片文件形式输入计算机，用分析程序进行分析。

5.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是所说计算机还有数据输入装置与各水质标准数据子库和鱼的各常见鱼病体貌图片数据子库及所对应的文字数据子库连接。

6.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是在水质预警模块中，所说分析程序中的向数据库提取养殖鱼数据前还有一个人工输入养殖品种的接口，用以输入鱼类信息，以指定分析时所提取的养殖鱼数据。

7.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是在水质预警模块中，所说分析程序中的水质数据输入口还有一个人工输入数据的接口，并有采用人工输入还是采用检测结果的选择开关。

8.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是在鱼病诊断模块中，所说分析程序中的向数据库提取养殖鱼数据前还有一个人工输入养殖品种的接口，用以输入鱼类信息，以指定分析时所提取的养殖鱼数据。

9.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是在鱼病诊断模块中，所说分析程序中将所得截图与病鱼体貌图片进行比较前，还有一个图片处理程序。

10.如权利要求1所述的海水养殖智能化管理系统，其特征是在鱼病诊断模块中，所说分析程序在接受图片进行比较时，还有一个文字信息输入的端口，用以输入以文字表述的鱼体内外表征，分析程序在接受所说文字信息后与从数据库中提取的养殖鱼类有关的文字信息进行比较处理并提出最接近的鱼病诊断结果。