CN102654496B - 一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置及方法，装置包括监控室、若干养殖池塘，多个养殖池塘及多个监测点共享一套监测传感器；方法为：控制单元发送指令给取水单元、实时监测无线传输单元，取水单元对各监测点水体进行定点监测；实时监测无线传输单元在养殖池塘中进行移动监测；控制单元根据在线监测单元、实时监测无线传输单元传回的实时监测数据和预存储的相关指标进行数据融合和分析，根据养殖池塘溶解氧指标的要求做出判断，并以此控制增氧单元开启或关闭。本发明采用水体溶解氧定点监测和移动监测相结合，并集成目前较为成熟的数据无线传输及自动控制等技术手段，用于实时监测和精准控制养殖池塘水体溶解氧指标。
Description
技术领域
本发明属水质检测技术领域，特别是涉及一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置及方法。
背景技术
我国是水产养殖大国，尤其在池塘养殖方面具有悠久的养殖历史，为满足人民对优质蛋白的需求做出了极大贡献。在池塘养殖过程中，池塘水质指标，尤其是溶解氧指标的好坏直接决定着养殖生物的存活和生长，对池塘水体溶解氧的实时监测和控制是建立现代养殖技术、实现精准养殖的关键。传统池塘养殖过程中，对水体溶解氧的判断基本上基于养殖经验，如观察水色等，无法做到定量水平，随着水质监测设备，尤其是水质在线监测设备的研发，实现了池塘养殖水体溶解氧的定量监测，为池塘养殖提供了一定的科学参考。目前，对于养殖池塘水体溶解氧的监测主要为人工或自动定时、定点监测，然而，使用当前监测技术和方法存在着诸多缺陷，主要表现为：一是对养殖池塘水体监测无法做到全覆盖，准确性较差，一般养殖池塘面积较大，且受到外界环境(如风等)及水体生物影响较大，养殖池塘中不同方位、不同深度的水体溶解氧分布不均匀，目前固定的在线水质监测设备仅能做到对池塘某一点进行监测，无法做到全面精准监测；二是水质在线监测设备价格较高，一套在线监测传感器只能监测一个养殖池塘的某个点的水质变动情况，若养殖池塘过多，则将大大增加养殖投入，远远超出了养殖户所能接受的上限，极大限制了水质在线监测传感器的推广和应用。另外，在池塘水体溶解氧控制方面，普遍采用的方法是养殖户根据经验，如查看水色、气温、天气等，以人工的方式来开启或关闭增氧设备，同样无法做到自动、精准控制。
当前，自动化控制、数据无线传输等技术均比较成熟，且在工业上应用较为广泛，若将这些技术与目前采用的在线固定监测技术和方法进行有机结合和集成，将能实现养殖池塘水体溶解氧的实时全面监测和精准控制，有利于建立现代工厂化养殖方式，相关方法和技术尚未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置及方法，针对当前养殖池塘溶解氧监测过程中监测成本高、监测不全面(或不精确)及无法自动监测和控制等问题，采用水体溶解氧定点监测和移动监测相结合，并集成目前较为成熟的数据无线传输及自动控制等技术手段，用于实时监测和精准控制养殖池塘水体溶解氧指标，为建立现代池塘养殖技术提供参考。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置，包括监控室、若干养殖池塘，所述的监控室内设有在线监测单元、控制单元，所述的在线监测单元包括水质检测槽、水质监测传感器；所述的养殖池塘内安装至少一个取水单元、实时监测无线传输单元、至少一个增氧单元；所述的取水单元包括水泵、电磁阀，所述的水泵、电磁阀通过输水管道进行串连，且水泵、电磁阀均由控制单元控制；所述的实时监测无线传输单元包括受控自主移动载体、微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置，所述的受控自主移动载体内设有微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置；所述的在线监测单元与控制单元相连，所述的在线监测单元、控制单元分别连接每个取水单元，所述的实时监测无线传输单元通过无线方式连接控制单元，所述的增氧单元连接控制单元。
所述的取水单元数量根据养殖池塘的大小、形状而定。
一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，包括下列步骤：
(1)控制单元发送指令给取水单元、实时监测无线传输单元，各养殖池塘内的取水单元分别将各监测点水体输送至在线监测单元后依次进行检测；
(2)检测数据通过有线方式传输至控制单元，各养殖池塘内的实时监测无线传输单元根据控制单元发送的指令在养殖池塘中进行移动监测，同时将相关监测数据通过无线方式发送回控制单元；
(3)控制单元根据在线监测单元、实时监测无线传输单元传回的实时监测数据和预存储的相关指标进行数据融合和分析，根据养殖池塘溶解氧指标的要求做出判断，并以此控制增氧单元开启或关闭。
所述的步骤1中，控制单元以在线方式控制取水单元间断性开启和关闭。
所述的步骤2中，实时监测无线传输单元内的微型溶解氧传感器测得养殖池塘内溶解氧数据后暂存于数据存储及发射装置，待受控自主移动载体浮出水面后，数据存储及发射装置将其存储的数据通过无线方式发送回控制单元。
所述的步骤3中，若养殖池塘中监测到的水质指标低于控制单元中预设的最低标准，则控制单元通过有线方式发送开启指令给增氧单元；若养殖池塘中监测到的水质指标高于控制单元中预设的最高标准，则控制单元通过有线方式发送关闭指令给增氧单元。
有益效果
本发明多个养殖池塘及多个监测点共享一套监测传感器，可有效减低投入成本，针对当前养殖池塘溶解氧监测过程中监测成本高、监测不全面(或不精确)及无法自动监测和控制等问题，采用水体溶解氧定点监测和移动监测相结合，并集成目前较为成熟的数据无线传输及自动控制等技术手段，用于实时监测和精准控制养殖池塘水体溶解氧指标，为建立现代池塘养殖技术提供参考。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
1.养殖池塘2.实时监测无线传输单元3.取水单元4.增氧单元5.监控室6.控制单元7.在线监测单元
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置，包括监控室5、若干养殖池塘1，所述的监控室5内设有在线监测单元7、控制单元6，所述的在线监测单元7包括水质检测槽、水质监测传感器；所述的养殖池塘1内安装至少一个取水单元3、实时监测无线传输单元2、至少一个增氧单元4；所述的取水单元3包括水泵、电磁阀，所述的水泵、电磁阀通过输水管道进行串连，且水泵、电磁阀均由控制单元6控制；所述的实时监测无线传输单元2包括受控自主移动载体、微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置，所述的受控自主移动载体内设有微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置；所述的在线监测单元7与控制单元6相连，所述的在线监测单元7、控制单元6分别连接每个取水单元3，所述的实时监测无线传输单元2通过无线方式连接控制单元6，所述的增氧单元4连接控制单元6。
所述的取水单元3数量根据养殖池塘1的大小、形状而定。
一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，包括下列步骤：
(1)控制单元6发送指令给取水单元3、实时监测无线传输单元2，各养殖池塘1内的取水单元3分别将各监测点水体输送至在线监测单元7后依次进行检测；
(2)检测数据通过有线方式传输至控制单元6，各养殖池塘1内的实时监测无线传输单元2根据控制单元6发送的指令在养殖池塘1中进行移动监测，同时将相关监测数据通过无线方式发送回控制单元6；
(3)控制单元6根据在线监测单元7、实时监测无线传输单元2传回的实时监测数据和预存储的相关指标进行数据融合和分析，根据养殖池塘1溶解氧指标的要求做出判断，并以此控制增氧单元4开启或关闭。
所述的步骤1中，控制单元6以在线方式控制取水单元3间断性开启和关闭。
所述的步骤2中，实时监测无线传输单元2内的微型溶解氧传感器测得养殖池塘内溶解氧数据后暂存于数据存储及发射装置，待受控自主移动载体浮出水面后，数据存储及发射装置将其存储的数据通过无线方式发送回控制单元6。
所述的步骤3中，若养殖池塘1中监测到的水质指标低于控制单元6中预设的最低标准，则控制单元6通过有线方式发送开启指令给增氧单元4；若养殖池塘1中监测到的水质指标高于控制单元6中预设的最高标准，则控制单元6通过有线方式发送关闭指令给增氧单元4。
由此可见，本发明采用定点监测和移动监测2种方式，可实时、全面监测养殖池塘1溶解氧指标，可避免由于水体溶解氧不均匀而导致固定点检测不精确的问题；本发明将自动控制技术、数据无线传输技术等有机结合，可实现养殖池塘1水体溶解氧指标的实时、自动监测和控制，提升池塘养殖的科技水平，在现代工厂化养殖中具有较强的竞争力和推广价值，有利于推动工厂化养殖技术和现代养殖业的发展。另外，随着水质检测传感器的发展，利用此方法还可以实现养殖池塘水体其他指标的实时自动监测和控制。
Claims (5)
1.一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，使用一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控装置，包括监控室(5)、若干养殖池塘(1)，其特征在于：所述的监控室(5)内设有在线监测单元(7)、控制单元(6)，所述的在线监测单元(7)包括水质检测槽、水质监测传感器；所述的养殖池塘(1)内安装至少一个取水单元(3)、实时监测无线传输单元(2)、至少一个增氧单元(4)；所述的取水单元(3)包括水泵、电磁阀，所述的水泵、电磁阀通过输水管道进行串连，且水泵、电磁阀均由控制单元(6)控制；所述的实时监测无线传输单元(2)包括受控自主移动载体、微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置，所述的受控自主移动载体内设有微型溶解氧传感器、数据储存及发射装置；所述的在线监测单元(7)与控制单元(6)相连，所述的在线监测单元(7)、控制单元(6)分别连接每个取水单元(3)，所述的实时监测无线传输单元(2)通过无线方式连接控制单元(6)，所述的增氧单元(4)连接控制单元(6)；
所述监控方法包括下列步骤：
(1)控制单元(6)发送指令给取水单元(3)、实时监测无线传输单元(2)，各养殖池塘(1)内的取水单元(3)分别将各监测点水体输送至在线监测单元(7)后依次进行检测；
(2)检测数据通过有线方式传输至控制单元(6)，各养殖池塘(1)内的实时监测无线传输单元(2)根据控制单元(6)发送的指令在养殖池塘(1)中进行移动监测，同时将相关监测数据通过无线方式发送回控制单元(6)；
(3)控制单元(6)根据在线监测单元(7)、实时监测无线传输单元(2)传回的实时监测数据和预存储的相关指标进行数据融合和分析，根据养殖池塘(1)溶解氧指标的要求做出判断，并以此控制增氧单元(4)开启或关闭。
2.如权利要求1所述的一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，控制单元(6)以在线方式控制取水单元(3)间断性开启和关闭。
3.如权利要求1所述的一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，实时监测无线传输单元(2)内的微型溶解氧传感器测得养殖池塘内溶解氧数据后暂存于数据存储及发射装置，待受控自主移动载体浮出水面后，数据存储及发射装置将其存储的数据通过无线方式发送回控制单元(6)。
4.如权利要求1所述的一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，若养殖池塘(1)中监测到的水质指标低于控制单元(6)中预设的最低标准，则控制单元(6)通过有线方式发送开启指令给增氧单元(4)；若养殖池塘(1)中监测到的水质指标高于控制单元(6)中预设的最高标准，则控制单元(6)通过有线方式发送关闭指令给增氧单元(4)。
5.如权利要求1所述的一种养殖池塘水体溶解氧的实时监控方法，其特征在于：所述的取水单元(3)数量根据养殖池塘(1)的大小、形状而定。
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