CN103380750A - 深水网箱智能化自动沉降系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能化程度高，在风浪发生前就能事先沉降，且风浪平息后又能自动上浮的深水网箱智能化自动沉降系统；它包括网箱本体、浮力气囊（4）、充气装置（5）、本地气象监测器（11）、水上控制台（12）、第一电磁阀（15）、外围气象监测浮标（9）以及陆上控制台（10）；充气装置（5）通过第一电磁阀（15）与浮力气囊（4）相连，第一电磁阀（15）上设有第一放气口（16）；本地气象监测器（11）、第一电磁阀（15）与充气装置（5）均与水上控制台（12）电连接；外围气象监测浮标（9）与水上控制台（12）无线连接；水上控制台（12）与陆上控制台（10）无线连接；上述各部件中的用电部件均连接有电源。

Description

深水网箱智能化自动沉降系统
技术领域
本发明涉及一种深水网箱智能化自动沉降系统。
背景技术
现有技术中深水养殖业越来越发达，深水养殖大多采用网箱进行圈养，这样养殖的动物或是植物不易丢失，收获也比较方便。目前的网箱大多配备有沉降系统，很多是由渔民手动来实现的，有些虽可遥控，但也需要人工控制沉降的深度和时机，不具备自动适应的智能化沉降功能。深水养殖水中环境多变，受气象条件影响大，网箱经常需要根据当时的气象条件进行沉降，防止被海浪等破坏。现有技术中的深水网箱沉降系统存在以下问题：1、智能化程度不高，需要人工手动沉降或是遥控沉降。2、沉降没有提前量，往往是在风浪发生时才开始沉降，且风浪平息后不会自动上浮。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种智能化程度高，在风浪发生前就能事先沉降，且风浪平息后又能自动上浮的深水网箱智能化自动沉降系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种深水网箱智能化自动沉降系统，它包括网箱本体；它还包括安装在网箱本体上的浮力气囊、充气装置、本地气象监测器、水上控制台、第一电磁阀和安放在网箱本体周边的外围气象监测浮标以及安装在陆地上的陆上控制台；充气装置通过第一电磁阀与浮力气囊相连，所述的第一电磁阀上设有用于给浮力气囊放气的放气口；本地气象监测器、第一电磁阀与充气装置均与水上控制台电连接；外围气象监测浮标与水上控制台无线连接；水上控制台与陆上控制台无线连接；上述各部件中的用电部件均连接有电源。
采用以上结构后，本发明具有如下优点：1、智能化程度高，不需要人工手动沉降可根据监控数据由水上控制台实现自动沉降与上浮，也可由陆地控制台远程控制与监测，便于实现多个网箱集中管理。2、沉降时可通过周边的浮标发来气象信息提前进行，也可通过陆上控制台发来的气象站的气象信息提前沉降，能将风浪带来的损害降到最低，且风浪平息后也可自动上浮。
作为优选，所述的充气装置包括气泵、高压储气瓶和高出于网箱本体上端面的进气管，进气管与气泵相连，气泵与高压储气瓶相连，高压储气瓶通过第一电磁阀与浮力气囊相连。
作为优选，所述的外围气象监测浮标上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。该结构可以给出不同深度下的水温信息，网箱控制台可以通过对水温的分析进行自动沉降，使网箱内的生物处于最佳水温的深度。同时风速、风向，流速浪高等信息也可以作为上浮和下沉的重要参考数据。不但可以用于控制网箱的沉浮还可以由水上控制台发送给陆上控制台，用于其它用途的气象监控。
作为优选，所述的本地气象监测器上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。同时风速、风向，流速浪高等信息也可以作为上浮和下沉的重要参考数据。不但可以用于控制网箱的沉浮还可以由水上控制台发送给陆上控制台，用于其它用途的气象监控。
作为改进，它还包括用于检测网箱本体在水中的姿态的传感器和用于调整网箱本体在水中的姿态的姿态调整气囊，姿态调整气囊均匀分布在网箱本体的下端，所述的传感器与水上控制台电连接，姿态调整气囊通过第二电磁阀与充气装置相连，所述的第二电磁阀上设有第二放气口。该结构具有姿态调整系统，网箱能自动修正其在深水中的姿态，保持直立状态，使网箱内的生物更加稳定的生长。
作为进一步改进，所述的姿态调整气囊为四个，分别是前姿态气囊、左姿态气囊、后姿态气囊和右姿态气囊。四个调整点，姿态控制更加准确。
附图说明
图1是本发明深水网箱智能化自动沉降系统的结构示意图。
图2是本发明深水网箱智能化自动沉降系统的电路控制方框图。
如图所示：1、网箱上圈，2、网箱下圈，3、连接杆，4、浮力气囊，5、充气装置，6、进气管，7.1、前姿态气囊，7.2、左姿态气囊，7.3、后姿态气囊，7.4、右姿态气囊，8、电池，9、外围气象监测浮标，10、陆上控制台，11、本地气象监测器，12、水上控制台，13、电子陀螺仪，14、气泵，15、第一电磁阀，16、第一放气口，17、第二电磁阀，18、第二放气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。    
结合附图1和附图2，一种深水网箱智能化自动沉降系统，它包括网箱本体；它还包括安装在网箱本体上的浮力气囊4、充气装置5、本地气象监测器11、水上控制台12、第一电磁阀15和安放在网箱本体周边的外围气象监测浮标9以及安装在陆地上的陆上控制台10；充气装置5通过第一电磁阀15与浮力气囊4相连，所述的第一电磁阀15上设有用于给浮力气囊4放气的放气口；本地气象监测器11、第一电磁阀15与充气装置5均与水上控制台12电连接；外围气象监测浮标9与水上控制台12无线连接；水上控制台12与陆上控制台10无线连接；上述各部件中的用电部件均连接有电源。所述的充气装置5包括气泵、高压储气瓶和高出于网箱本体上端面的进气管6，进气管6与气泵相连，气泵与高压储气瓶相连，高压储气瓶通过第一电磁阀15与浮力气囊4相连。所述的外围气象监测浮标9上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。所述的本地气象监测器11上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。它还包括用于检测网箱本体在水中的姿态的传感器和用于调整网箱本体在水中的姿态的姿态调整气囊，姿态调整气囊均匀分布在网箱本体的下端，所述的传感器与水上控制台12电连接，姿态调整气囊通过第二电磁阀17与充气装置5相连，所述的第二电磁阀17上设有第二放气口18。所述的姿态调整气囊为四个，分别是前姿态气囊7.1、左姿态气囊7.2、后姿态气囊7.3和右姿态气囊7.4。
具体实施时，所述的深水网箱智能化自动沉降系统的网箱本体包括网箱上圈1和网箱下圈2，网箱上圈1和网箱下圈2之间设有连接杆3，网箱上圈1、网箱下圈2和连接杆3上包有鱼网；所述的系统还包括多个浮力气囊4、充气装置5、电池8、外围气象监测浮标9、陆上控制台10、本地气象监测器11、水上控制台12、电子陀螺仪13（用于检测网箱本体在水中的姿态的传感器的一种）、第一电磁阀15和多个姿态调整气囊；充气装置5上安装有气泵14，气泵14上设有高出网箱上圈1的进气管6；浮力气囊4安装在网箱上圈1上，浮力气囊4为多个，每个均通过第一电磁阀15与充气装置5相连，所述的第一电磁阀15上设有用于给浮力气囊放气的第一放气口16，所述的电池8、本地气象监测器11、水上控制台12和电子陀螺仪13均安装在网箱上，外围气象监测浮标9安放在网箱周边的水域并与水上控制台12无线连接；多个姿态调整气囊均匀安装在网箱的下端；每个姿态调整气囊均通过具有多通道换向功能的第二电磁阀17与气泵14相连，所述的第二电磁阀17上设有用于给姿态调整气囊放气的第二放气口18；本地气象监测器11、电子陀螺仪13、第一电磁阀15与气泵14均与水上控制台12电连接，水上控制台12与陆上控制台10无线连接；所述的电池8与网箱上的用电部件电线连接。所述的充气装置5为两个，并列安装于连接杆3上。所述的多个姿态调整气囊为四个，分别是前姿态气囊7.1、左姿态气囊7.2、后姿态气囊7.3和右姿态气囊7.4，四个姿态调整气囊均匀分布在网箱下圈2上。所述的外围气象监测浮标9上还安装有多个用于探测不同深度的水温的温度探头。所述的网箱上圈1和网箱下圈2的直径在10～20米之间。所述的水上控制台与陆上控制台之间最好是采用GPRS通信网络进行数据传输，所述的水上控制台与外围气象监测浮标9之间也最好是采用GPRS通信网络进行数据传输。本地气象监测器11上可设置风速传感器、水温传感器、风向传感器和浪高传感器。本地气象监测器11与水上控制台之间的连接可以采用有线连接，也可以采用射频模块或是蓝牙模块进行无线连接。所述的网箱本体可以是多种形态，如六面体形态，球体形态等。所述的网箱上的供电可以通过电池供电，条件允许的话可以采用海底电缆供电。所述的充气装置5还可以选用带有储气罐的小型空气压缩机作为充气机构。
本发明在具体实施时，所有的部件均需要做防水和防腐蚀处理，其中涉及的电控部件均有成熟的市售产品，所述的浮力气囊与姿态调整气囊可以购买市售的可用于海水中的气囊，也可以自行定制，所述的外围气象监测浮标9主要负责监控的参数有风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度、以及海浪高度，上述参数现有技术中均有对应的传感器，将其对应安装于外围气象监测浮标9上即可，所述的外围气象监测浮标9是需要通过锚链等固定装置固定于海中的，防止在海水作用下随意漂浮。所以外围气象监测浮标9一般是安装于深度在50米左右的近海地带。所述的外围气象监测浮标9一般可设置四个，分别安装在网箱的东南西北四个方向，也可以设置八个或是更多，它们最好是以网箱为圆心，以2～10km的距离为半径，均匀分布。所述的网箱上最好设置一到两根锚链，防止网箱随意漂浮。所述的网箱由硬质金属杆与金属圈搭建出主框架后再在主框架上覆盖鱼网，它可以用来养殖动物或植物。所述的充气装置5即内置有高压空气的气瓶，所述的气瓶与气泵相连，可以在网箱浮出水面时进行充气。
本发明的工作原理：将上述各个部件安装到位后，系统即可开始工作，用户可以按如下的控制方案对本深水网箱智能化自动沉降系统进行控制，首先由水上控制台按一个预设的频率（如每5分钟检测一次）读取外围气象监控浮标9的气象数据，一旦检测到有大风、大浪或是寒流信息，则网箱即开始根据所收到的信息进行对应的上浮或下沉，显然如果是大风大浪，则是下沉，如果是寒流则运动到水温最适宜的深度，网箱的上浮控制通过充气装置向浮力气囊中充气来实现，下沉则通过浮力气囊向外放气来实现。如果陆上控制台有收到准确的气象消息或是基于某种人为意愿也可以通过指令远程控制本地的控制台，实现网箱的上浮与下沉。另外所述的水上控制台每隔一个预设的时间，如5分钟就读取下电子陀螺仪的数据来检测下网箱是否水平，如果出现偏离，偏离角度在30度以内则不进行调整，当偏离角度超过30度时，则开始通过四个姿态气囊进行姿态调整，比如网箱是向左侧倾斜了，则将左姿态气囊充气，右姿态气囊放气，使网箱恢复原位，当有姿态气囊进行动作时，水上控制台读取电子陀螺仪的时间频率由5分钟改变成10秒钟一次，直到网箱恢复到偏离水平面的角度不超过30度的位置并维持5分钟以上后，姿态气囊停止调整，同时水上控制台读取电子陀螺仪的时间频率由10秒钟一次调整回5分钟一次。当网箱上的本地气象监控器11监控到异常的风速或水温时，网箱亦将启动自动沉浮控制。关于充气装置的充气问题，当本地气象监控器11检测到风向时，表示网箱已经浮出水面，则可以进行充气动作，最好是在本地气象监控器11或是进气管6的上端安装一个水位传感器，检测进气管或本地气象监控器11是否浮出于水面，控制方面，为了防止进气管中的水进入到气泵内，在气泵充气前可以先进行一个短暂的放气，以将进气管中的积水吹出。还有就是所述的网箱可以设置多个，每个网箱上最好还安装一个GPS定位器，各个网箱统一与一个陆上控制台相连，可实现连网控制。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种深水网箱智能化自动沉降系统，它包括网箱本体；其特征在于：它还包括安装在网箱本体上的浮力气囊（4）、充气装置（5）、本地气象监测器（11）、水上控制台（12）、第一电磁阀（15）和安放在网箱本体周边的外围气象监测浮标（9）以及安装在陆地上的陆上控制台（10）；充气装置（5）通过第一电磁阀（15）与浮力气囊（4）相连，所述的第一电磁阀（15）上设有用于给浮力气囊（4）放气的第一放气口（16）；本地气象监测器（11）、第一电磁阀（15）与充气装置（5）均与水上控制台（12）电连接；外围气象监测浮标（9）与水上控制台（12）无线连接；水上控制台（12）与陆上控制台（10）无线连接；上述各部件中的用电部件均连接有电源。
2.根据权利要求1所述的深水网箱智能化自动沉降系统，其特征在于：所述的充气装置（5）包括气泵、高压储气瓶和高出于网箱本体上端面的进气管（6），进气管（6）与气泵相连，气泵与高压储气瓶相连，高压储气瓶通过第一电磁阀（15）与浮力气囊（4）相连。
3.根据权利要求1所述的深水网箱智能化自动沉降系统，其特征在于：所述的外围气象监测浮标（9）上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。
4.根据权利要求1所述的深水网箱智能化自动沉降系统，其特征在于：所述的本地气象监测器（11）上包括用于监控风速、风向、海水流速、海水在不同深度之下的温度以及海浪高度的传感器。
5.根据权利要求1所述的深水网箱智能化自动沉降系统，其特征在于：它还包括用于检测网箱本体在水中的姿态的传感器和用于调整网箱本体在水中的姿态的姿态调整气囊，姿态调整气囊均匀分布在网箱本体的下端，所述的传感器与水上控制台（12）电连接，姿态调整气囊通过第二电磁阀（17）与充气装置（5）相连，所述的第二电磁阀（17）上设有第二放气口（18）。
6.根据权利要求5所述的深水网箱智能化自动沉降系统，其特征在于：所述的姿态调整气囊为四个，分别是前姿态气囊（7.1）、左姿态气囊（7.2）、后姿态气囊（7.3）和右姿态气囊（7.4）。
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