CN104798721A - 渔用水质监测预警自动增氧机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水产养殖增氧装置，尤其是能进行水质分析预警和智能控制的增氧机。包括电机、涡轮、传感器模块组、控制器模块、高辉度预警指示灯、GSM短信模块、浮体、电源模块、绝缘外壳和支架。传感器模块组由溶氧量传感器、PH值传感器、温度传感器、电导率传感器和浊度传感器组成；控制器通过传感器模块组采集水体的各方面质量参数，比较分析参数后得到综合水质参数，据此执行相应的预警和制动操作，并通过GSM短信模块将水质参数及电机运行状况发送给用户，同时接收并执行用户短信发来的操作指令，电动机带动涡轮旋转制造浪花以改善水质，电源模块将市电转换后给增氧机各部分供电。本发明成本低，操作简单，适用性广。
Description
技术领域
本发明涉及一种水产养殖增氧装置，尤其是能进行水质分析预警和智能控制的增氧机。
背景技术
增氧机是大规模、高密度水产养殖中常用的一种水质改良装置。增氧机通过涡轮快速转动，制造出水花和波浪，增大了水体与空气、阳光的接触面积，不仅能有效改善水体的溶氧量、酸碱度、水温，还可以促进水流循环和藻类的光合作用，增氧机对水产养殖及险情防治能起到良好的作用；但是随着现代智能养殖技术、自动控制技术的发展，先进技术及产品不断推出，使得传统渔用增氧机显现出了一些不足，说明如下：
在高密度、大规模养殖环境下，水体质量变化频繁，且易受天气等环境因素的影响。传统的增氧机无法对水质进行评估，渔民一般通过观察和经验来定性了解水体的质量，因而对水质的把握不够准确，对增氧机的启停控制不够及时，容易造成电能的不合理利用；
另外，传统的增氧机需要手动控制启停，然而水产养殖的险情经常发生在人们熟睡的凌晨，如果渔民没有及时地发现险情并启动增氧机等抢险措施，将会给渔民产生较大的经济损失和养殖压力。
针对以上问题，在现有文献中出现了“一种养殖水质调理系统”（CN201310274795），采用反馈控制系统，使水体质量的改善得以自动化。但是该文献所述系统存在以下三个不足：一是只检测水体的溶氧量，而水产养殖的主要水质评判参数还包括酸碱度（PH值）、浊度、电导率和温度等，因此对水质的分析判断不够全面；二是无法向用户告知或预警水质状况，不利于用户及早发现问题和绘制水质浮动曲线；三是用户无法通过现代无线通信技术远程控制增氧机的启停，给操作带来不便。
基于上述原因，本发明在原有增氧机的基础上设计了一种水质预警自动增氧机， 本发明成本低，操作简单，适用性广。
发明内容
本发明的目的是提供一种水质预警自动增氧机，以实现水产养殖过程中实时监测水质，及时预警和自动改善水质的功能。
本发明的目的是通过下面的技术方案实现的。
本发明所设计的水质监测预警自动增氧机，由电机、涡轮、传感器模块组、控制器模块、高辉度预警指示灯、GSM短信模块、浮体、电源模块、绝缘外壳和支架组成，其特征是：各个浮体下均安装一个传感器模块组，每个传感器模块组都是由溶氧量传感器、PH值传感器、温度传感器、电导率传感器和浊度传感器组成，各传感器的探头均探出传感器模块组外表面，并以防水材料安装，各个传感器与控制器模块之间通过串行通信总线相互连接实现数据的交互；高辉度预警指示灯安装在绝缘箱体的顶部，当水质状况不好时快速闪烁以达到视觉性预警目的；GSM短信模块安装在绝缘箱体的内上方，其与控制器模块之间通过串行通信总线相互连接，控制器模块将采集的水质参数和电机运行状况以一定的格式发给GSM短信模块，GSM短信模块将这些数据以短信的方式发送给用户，同时GSM短信模块也可以接收用户的控制指令，通过控制器模块解析出来后，从而控制增氧机的运行状态；控制器模块（含有可编程处理器）通过各浮体下的传感器模块组，检测当前水体的质量参数（包括水体的溶氧量、PH值、温度、电导率和浊度），将获得的水体质量参数与标准水质参数进行分析比较，根据比较结果自动做出相应的制动操作。电源模块对三相市电进行处理，分别给系统的各个模块供电。浮体通过支架使绝缘外壳浮在水面上，而旋转涡轮浸没于水中；
控制器模块不仅可以控制预警灯、电机、GSM短信模块，还可以将各时段的水质参数保存起来，通过数据线上传到电脑终端，便于水产养殖的水质动态分析。
有益效果
本发明对比已有技术具有以下创新点：
1、在传统增氧机上增加传感器模块组，除了检测水质的溶氧量外，还能监测水质的PH值、浊度、温度和电导率参数，对水质的分析更为全面合理。
2、在传统增氧机上增加高辉度预警指示灯，在水质状况不好时，能及时闪烁以实现视觉上的预警目的。
3、在传统增氧机上增加GSM短信模块，可将水质参数和增氧机运行状况以短信方式发送到用户的手机上，便于用户存储和掌握水质的状况，并可通过短信远程控制增氧机。
本发明对比已有技术具有以下优点：
1、能对水体进行更综合性的分析，准确掌握水体质量。
2、能自动通过预警灯和短信来预警，便于用户及时发现和排除水产养殖险情。
3、将水质参数存储、发送给用户，并报告增氧机的运行状态，用户可以远程控制增氧机。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图
其中：1为增氧机的控制器模块，2为电源模块，3为三相交流电机，4为增氧机的绝缘箱体，5为水质测量用的传感器模块组，6为连接支架，7为使整机漂浮起来的浮体，8为电机转轴上的涡轮，9为GSM短信模块，10为高辉度预警灯，11为溶氧量传感器，12为PH传感器，13为浊度传感器，14为温度传感器，15为电导率传感器，16为控制器模块与传感器模块组之间的通信总线，17为控制器模块与GSM短信模块之间的通信总线。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
在图1的实施例中，水质监控预警自动增氧机包括绝缘箱体（4）、浮体（7）、固定支架（6）、三相交流电动机（3）、旋转涡轮（8）、控制器模块（1）、电源模块（2）、传感器模块组（5）、GSM短信模块（9）、高辉度预警指示灯（10）。浮体（7）通过固定支架（6）将绝缘箱体（4）和旋转涡轮（8）固定托起，使绝缘箱体（4）浮于水面上，旋转涡轮（8）浸没在水中；各个浮体下安装一个传感器模块组（5），传感器模块组（5）由溶氧量传感器(11)、PH传感器(12)、浊度传感器(13)、温度传感器(14)和电导率传感器(15)组成，各个传感器的探头均探出传感器模块组（5）的外表面，并采用防水材料固定安装，从而能够检测水体的溶氧量、酸碱度、浊度、温度和电导率，传感器模块组（5）与控制器模块（1）之间采用串行通信总线（16）相互连接，从而相互交互数据；GSM短信模块（9）安装在三相交流电机（3）的上方，与控制器模块（1）之间通过串行通信总线（17）相互连接，控制器模块（1）将采集的水质参数和电机运行状况通过串行总线发送给GSM短信模块（9），GSM短信模块（9）将这些数据以短信的方式通过天线发送到用户手机上，用户也可发送短信指令到GSM短信模块（9），GSM短信模块（9）将接收到的短信数据通过串行通信总线传递给控制器模块（1），控制器从中解析出指令，然后执行相应的控制操作，如启停电动机，启停预警指示灯等；高辉度预警指示灯（10）安装在绝缘箱体（4）的外上方，当控制器模块（1）检测到水体质量低于某一设定下限时，将控制预警指示灯快速闪烁，其亮度在白天和雨雾天气下均具有良好的可视效果，从而能起到有效预警作用。电源模块（2）对三相市电进行处理，分别给系统的各个模块供电。
控制器模块（1）含有可编程控制芯片以及存储芯片，对整个系统的各个模块起到协调控制的作用，其控制工作流程为：控制器模块（1）每间隔一段时间通过传感器模块组（5）检测水体的溶氧量、PH值、温度、浊度和电导率参数，采集完成后将所得参数与标准水质参数进行比较分析，得到综合水质参数，当综合水质参数超过预设范围值时，控制器将开启三相交流电机（3）带动旋转涡轮（8）快速转动以改善水质，同时控制高辉度预警指示灯（10）闪烁实现视觉性预警，并且将水质各项参数和电动机运行参数通过串行总线（17）传递给GSM短信模块（9），GSM短信模块（9）将该数据以短信方式转发到用户手机上。用户也可以用手机向GSM短信模块发送特定指令的短信，控制器在任意时刻都可以通过GSM短信模块（9）接受用户发来的短信，从短信中提取出指令，从而做出相应的操作，如获取当前或历史水质参数，强制三相交流电机（3）启动或停止，关闭高辉度预警指示灯（10）等。开启三相交流电机（3）增氧后，控制器模块（1）将会增大采集水体质量参数的频率，当检测到综合水体质量参数符合预设条件时，将会关闭三相交流电机（3）和高辉度预警指示灯（10），并继续监测水体质量情况。
Claims (5)
1.一种渔用水质监测预警自动增氧机，包括绝缘箱体（4）、浮体（7）、固定支架（6）、三相交流电动机（3）、旋转涡轮（8）、控制器模块（1）、电源模块（2）、传感器模块组（5）、GSM短信模块（9）、高辉度预警指示灯（10），其特征是传感器模块组（5）由溶氧量传感器(11)、PH传感器(12)、浊度传感器(13)、温度传感器(14)和电导率传感器(15)组成，每个传感器的信号输出端与控制器模块（1）之间通过通信总线（16）相互连接；GSM短信模块（9）与控制器模块（1）通过通信总线（17）相互连接。
2.根据权利要求1所述的渔用水质监测预警自动增氧机，其特征在于：预警指示灯（10）是高辉度指示灯，安装在绝缘箱体（4）顶部。
3.根据权利要求1所述的传感器模块组（5），其特征在于：传感器模块组（5）内的溶氧量传感器(11)、PH传感器(12)、浊度传感器(13)、温度传感器(14)及电导率传感器(15)与主控制器模块（1）之间的通信总线（16）是串行通信总线。
4.根据权利要求1所述的渔用水质监测预警自动增氧机，其特征在于： GSM短信模块（9）与控制器模块（1）之间的通信总线（17）是串行通信总线。
5.根据权利要求1所述的PH传感器（12），其特征在于：所选用的电极是玻璃电极和参比电极组合在一起的可充式复合电极。
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