CN104390658A - 水产养殖环境信息智能采集系统 - Google Patents

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杨东胜
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Abstract

本发明公开了一种水产养殖环境信息智能采集系统,包括温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器、单片机,存储器、显示器、警报器、传输芯片、远程平台,其中温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器分别与单片机相连,所述单片机还与存储器、显示器、警报器、传输芯片相连。本发明能够采集水产养殖环境内的各项环境参数,并能根据养殖池的水体特性采集不同区域的环境参数,使数据本身更加具有一般性。通过各项环境数据的监测,配合观测养殖池内各品种的生长状况,利于对水产环境进行科学控制。

Description

水产养殖环境信息智能采集系统
技术领域
    本发明涉及一种能够针对水产养殖环境中各种数据进行智能采集的系统,属于农业数据监测技术领域。
背景技术
长期以来,我国水产养殖经营者多以追求产量和近期经济效益为目标,养殖密度过高,加上保护养殖环境意识淡薄,养殖病害呈逐渐加剧之势,随之而来的是药物滥用现象较为普遍,以至于水域环境遭到不同程度的破坏,水产品质量安全得不到有效保障,水产养殖业可持续发展受到严重影响,因此研究解决水产养殖环境状况已经成为水产养殖业持续健康发展的重要课题。现有的水产管理是以养殖经验为指导的,也就是依据长期形成的普遍的养殖规律,这就很难做到准确可靠,产量难以得到保障。随着养殖业的不断发展,市场调节失控,竞争越来越激烈,利用科学的养殖手段势在必行。
要利用科学的养殖手段,就必须对水产养殖环境进行科学观测,针对环境参数进行分析,才能一步步提高水产养殖的产量和品质。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开了一种水产养殖环境信息智能采集系统。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种水产养殖环境信息智能采集系统,包括温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器、单片机,存储器、显示器、警报器、传输芯片、远程平台,其中温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器分别与单片机相连,所述单片机还与存储器、显示器、警报器、传输芯片相连;
所述温度传感器分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,温度传感器采集到养殖池中的温度传输至单片机中,单片机接收温度传感器传输来的养殖池不同深度的温度,将温度值以及计算后平均水温存储在存储器中,单片机中预先设定有警告温度阈值,当平均水温值超过警告温度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
溶解氧传感器也应分三层设置,分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,溶解氧传感器采集到养殖池中的氧气含量后传输至单片机中,单片机接收溶解氧传感器传输来的养殖池不同深度的氧气含量,记录各层含量值以及计算后平均氧气含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氧气含量阈值,当氧气含量值超过警告氧气含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
PH值传感器至少为一个,采集到养殖池中的PH值后传输至单片机中,单片机将接收到的PH值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告PH阈值,当PH值超过警告PH值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
浊度传感器至少为一个,采集到养殖池中的浑浊度后传输至单片机中,单片机将接收到的浑浊度数值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告浊度阈值,当浑浊度数值超过警告警告浊度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
氨氮传感器至少为一个,采集到养殖池中的氨氮含量后传输至单片机中,单片机将接收到的氨氮含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氨氮含量阈值,当氨氮含量超过警告氨氮含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
亚硝酸盐传感器至少为一个,采集到养殖池中的亚硝酸盐含量后传输至单片机中,单片机将接收到的亚硝酸盐含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告亚硝酸盐含量阈值,当亚硝酸盐含量超过警告亚硝酸盐含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
微生物传感器至少为一个,采集到养殖池中的微生物含量后传输至单片机中,单片机将接收到的微生物含量值存储在存储器中,单片机中预先设定有微生物警告含量阈值,当微生物含量超过微生物警告含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
光照度传感器设置在养殖池水面上方无遮挡处,光照度传感器采集到光照强度数据后传输至单片机中,单片机中预先设定有阈值,当光照度传感器采集数值超过阈值时,单片机出发警报器发出报警信息,以便工作人员针对鱼塘进行遮挡措施;
单片机将接收到的数值传送至存储器中进行存储,并通过传输芯片定期发送至远程平台。
进一步的,所述温度传感器通过浮标设置在养殖池中,所述浮标包括漂浮在养殖池水面上的浮体,浮体底部通过锚线固定在池底,所述温度传感器固定在锚线上的不同高度。
进一步的,所述溶解氧传感器通过浮标设置在养殖池中,所述浮标包括漂浮在养殖池水面上的浮体,浮体底部通过锚线固定在池底,所述溶解氧传感器固定在锚线上的不同高度。
进一步的,各传感器具有不同的编号,分控单片机在发出警报信号时优选将采集数值超出阈值的传感器编号发送至总控单片机中,总控单片机在启动警报器时同步将传感器编号显示在显示器上。
进一步的,所述单片机中根据季节和时间的不同设置不同的警报阈值。
进一步的,在增氧后一段时间内单片机停止接受氧气含量数据。
进一步的,养殖池上方可设置有摄像头,摄像头由单片机控制打开和关闭,摄像头能够采集到当前池面的图像并通过单片机传输至远程平台,远程平台中装有图像处理软件,根据图像的色度进行归类,辨别出当前水体颜色属于哪一类别。
进一步的,所述摄像头至少为两个,设置在养殖池的不同区域上方。
有益效果:
本发明能够采集水产养殖环境内的各项环境参数,并能根据养殖池的水体特性采集不同区域的环境参数,使数据本身更加具有一般性,也较为科学。通过各项环境数据的监测,配合观测养殖池内各品种的生长状况,利于对水产环境进行进一步的科学控制。
附图说明
图1为本发明电子元器件连接示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种水产养殖环境信息智能采集系统,如图1所示,包括温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器、单片机,存储器、显示器、警报器、传输芯片、远程平台,其中温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器分别与单片机相连,所述单片机还与存储器、显示器、警报器、传输芯片相连;单片机针对接收到的数值进行存储、监控,并将这些数值定期通过传输芯片传输至远程平台。
所述温度传感器应分三层设置,分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,一般三层应以养殖池的水深三等分分割,以3米深的养殖池为例,可取0~1米水深为表层,1~2米水深为中间层,2~3米水深为底层,养殖池在不同深度的水温差异较大,尤其是在日晒强烈的夏季,因此对不同深度分别进行温度采集十分必要。温度传感器采集到养殖池中的温度传输至单片机中,单片机接收温度传感器传输来的养殖池不同深度的温度,将温度值以及计算后平均水温存储在存储器中,单片机中预先设定有警告温度阈值,当平均水温值超过警告温度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
优选的,温度传感器可通过浮标设置在养殖池中,所述浮标包括漂浮在养殖池水面上的浮体,浮体底部通过锚线固定在池底,所述温度传感器固定在锚线上的不同高度。
溶解氧传感器也应分三层设置,分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,溶解氧传感器采集到养殖池中的氧气含量后传输至单片机中,单片机接收溶解氧传感器传输来的养殖池不同深度的氧气含量,记录各层含量值以及计算后平均氧气含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氧气含量阈值,当氧气含量值超过警告氧气含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值; 
温度传感器也可通过浮标设置在养殖池中。
PH值传感器至少为一个,采集到养殖池中的PH值后传输至单片机中,单片机将接收到的PH值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告PH阈值,当PH值超过警告PH值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
浊度传感器至少为一个,采集到养殖池中的浑浊度后传输至单片机中,单片机将接收到的浑浊度数值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告浊度阈值,当浑浊度数值超过警告警告浊度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
氨氮传感器至少为一个,采集到养殖池中的氨氮含量后传输至单片机中,单片机将接收到的氨氮含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氨氮含量阈值,当氨氮含量超过警告氨氮含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
亚硝酸盐传感器至少为一个,采集到养殖池中的亚硝酸盐含量后传输至单片机中,单片机将接收到的亚硝酸盐含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告亚硝酸盐含量阈值,当亚硝酸盐含量超过警告亚硝酸盐含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
微生物传感器至少为一个,采集到养殖池中的微生物含量后传输至单片机中,单片机将接收到的微生物含量值存储在存储器中,单片机中预先设定有微生物警告含量阈值,当微生物含量超过微生物警告含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
微生物传感器可能有多种,不同的养殖环境中,允许的微生物含量和种类并不相同,一般至少需设置能检测出对养殖有益的微生物含量的传感器以及能对养殖有害的微生物含量的传感器,可以根据需要选择不同的微生物传感器。 
光照度传感器设置在养殖池水面上方无遮挡处,光照度传感器采集到光照强度数据后传输至单片机中,单片机中预先设定有阈值,当光照度传感器采集数值超过阈值时,单片机出发警报器发出报警信息,以便工作人员针对鱼塘采取遮挡措施;
单片机接收到的数值通过传输芯片定期发送至远程平台,远程监控人员通过这些数据能够及时养殖池内的异常环境参数,并能够采取相应的应对手段。此外,通过各项环境数据的监测,配合观测养殖池内各品种的生长状况,利于对水产环境进行进一步的科学控制。
在对养殖池内进行增氧时,水中的部分区域的含氧量会突然大量增加,而这些氧气在一段时间之后会扩散均匀,在该段时间内含氧量变化速度很快,而且可能会短期地超出阈值,这就可能会引起误报警情况产生。因此,在增氧后一段时间内(例如半小时或1小时)单片机可停止接受氧气含量数据或忽略氧气含量报警信号,避免误报警情况产生。
当养殖池范围较大时,如果仅在某一处采集数据则可能并不准确,因此每种传感器可设置多个,分布在养殖池的不同位置和不同高度,采集到的数据需要进行平均计算才能够反映养殖池的整体情况。上述各传感器可根据需要设置为定时采集,能够采集到不同时段的环境数据,相应的,单片机中根据不同季节、不同时间(例如,在不同季节的温度值有很大差异,在不同温度下的溶氧量都有很大区别)应设置有不同的警报阈值,以便发送更为符合逻辑的警报信号。这里设置的不同报警阈值可人工设置,也可以预先设置各个季节、各个时间段的报警阈值。各传感器应具有不同的编号,分控单片机在发出警报信号时优选将采集数值超出阈值的传感器编号发送至总控单片机中,总控单片机在启动警报器时同步将传感器编号显示在显示器上。
进一步的,养殖池上方可设置有摄像头,摄像头由单片机控制打开和关闭,摄像头能够采集到当前池面的图像并通过单片机传输至远程平台,远程平台中装有图像处理软件,根据图像的色度进行归类,辨别出当前水体颜色属于哪一类别,由于养殖池中通常会进行施肥,水体颜色在施肥后由于不同藻类的繁殖会有相应的颜色变化(施以不同种类的肥料,水体变化的颜色并不一样),通过摄像头配合图像处理软件能够记录池塘中的水体颜色变化,监控施肥对养殖池产生的效果,便于科学养殖。
由于摄像头的拍摄范围有限,而藻类的繁殖并不均匀,为了全面掌握养殖池水体变化情况,在养殖池上方可分区域设置多个摄像头。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:包括温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器、单片机,存储器、显示器、警报器、传输芯片、远程平台,其中温度传感器、光照度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、微生物传感器分别与单片机相连,所述单片机还与存储器、显示器、警报器、传输芯片相连;
所述温度传感器分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,温度传感器采集到养殖池中的温度传输至单片机中,单片机接收温度传感器传输来的养殖池不同深度的温度,将温度值以及计算后平均水温存储在存储器中,单片机中预先设定有警告温度阈值,当平均水温值超过警告温度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
溶解氧传感器分三层设置,分别设置在养殖池的表层、中间层和底层,溶解氧传感器采集到养殖池中的氧气含量后传输至单片机中,单片机接收溶解氧传感器传输来的养殖池不同深度的氧气含量,记录各层含量值以及计算后平均氧气含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氧气含量阈值,当氧气含量值超过警告氧气含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
PH值传感器至少为一个,采集到养殖池中的PH值后传输至单片机中,单片机将接收到的PH值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告PH阈值,当PH值超过警告PH值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
浊度传感器至少为一个,采集到养殖池中的浑浊度后传输至单片机中,单片机将接收到的浑浊度数值存储在存储器中,单片机中预先设定有警告浊度阈值,当浑浊度数值超过警告警告浊度阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
氨氮传感器至少为一个,采集到养殖池中的氨氮含量后传输至单片机中,单片机将接收到的氨氮含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告氨氮含量阈值,当氨氮含量超过警告氨氮含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
亚硝酸盐传感器至少为一个,采集到养殖池中的亚硝酸盐含量后传输至单片机中,单片机将接收到的亚硝酸盐含量存储在存储器中,单片机中预先设定有警告亚硝酸盐含量阈值,当亚硝酸盐含量超过警告亚硝酸盐含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
微生物传感器至少为一个,采集到养殖池中的微生物含量后传输至单片机中,单片机将接收到的微生物含量值存储在存储器中,单片机中预先设定有微生物警告含量阈值,当微生物含量超过微生物警告含量阈值时,单片机驱动警报器发出报警信号,并同时在显示器上显示超出阈值的数值;
光照度传感器设置在养殖池水面上方无遮挡处,光照度传感器采集到光照强度数据后传输至单片机中,单片机中预先设定有阈值,当光照度传感器采集数值超过阈值时,单片机出发警报器发出报警信息,以便工作人员针对鱼塘进行遮挡措施;
单片机将接收到的数值传送至存储器中进行存储,并通过传输芯片定期发送至远程平台。
2.根据权利要求1所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:所述温度传感器通过浮标设置在养殖池中,所述浮标包括漂浮在养殖池水面上的浮体,浮体底部通过锚线固定在池底,所述温度传感器固定在锚线上的不同高度。
3.根据权利要求1所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:所述溶解氧传感器通过浮标设置在养殖池中,所述浮标包括漂浮在养殖池水面上的浮体,浮体底部通过锚线固定在池底,所述溶解氧传感器固定在锚线上的不同高度。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:各传感器具有不同的编号,分控单片机在发出警报信号时优选将采集数值超出阈值的传感器编号发送至总控单片机中,总控单片机在启动警报器时同步将传感器编号显示在显示器上。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:所述单片机中根据季节和时间的不同设置不同的警报阈值。
6.根据权利要求1~3中任意一项所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:在增氧后一段时间内单片机停止接受氧气含量数据。
7.根据权利要求1~3中任意一项所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:养殖池上方可设置有摄像头,摄像头由单片机控制打开和关闭,摄像头能够采集到当前池面的图像并通过单片机传输至远程平台,远程平台中装有图像处理软件,根据图像的色度进行归类,辨别出当前水体颜色属于哪一类别。
8.根据权利要求7所述的水产养殖环境信息智能采集系统,其特征在于:所述摄像头至少为两个,设置在养殖池的不同区域上方。
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