CN104932563A - 一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置，包括：多个传感器、传感器接口电路、处理器、增氧机及显示器；传感器，通过所述传感器接口电路与所述处理器连接，用于检测水中溶解氧的含量数据并通过传感器接口电路上传至所述处理器；处理器，与所述传感器接口电路、所述增氧机及所述显示器均连接，用于根据采集的溶解氧的含量数据控制所述增氧机的开启或关闭；显示器，与所述处理器连接，用于显示所采集的传感器数据，并通过界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。本发明设备集成成本低、设备体积小、供电要求低，可连接多种传感器，且传感器测量不受市电干扰。

Description

一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及自动控制系统技术领域，尤其涉及一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置及方法。

背景技术

溶解在水中的氧称为溶解氧(Dissolved Oxygen，简称DO)，溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧量是水质重要指标之一。而根据溶解氧的含量对增氧进行控制对水产海水育苗至关重要。

现有常用的溶解氧测量方法有原电池法溶解氧在线测量技术，该方法主要是采用溶解氧测量电极来测量水中溶解氧的含量，然而原电池法溶解氧测量电极的测量寿命短、测量精度低，且传感器电极极易附着，影响电极寿命，且维护成本高。

现有常用的溶解氧增氧方法有可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)智能变频控制增氧技术，该技术通过PLC微电脑测控装置获取溶解氧传感器所采集的数据，并根据该数据对增氧机进行控制。然而，其中PLC微电脑测控装置采用市电供电，设备集成成本高、设备体积大、布设成本高、供电要求高、无法在野外长期在线监控，而且传感器测量极易受市电干扰。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置及方法，设备集成成本低、设备体积小、供电要求低，可连接多种传感器，且传感器测量不受市电干扰。

第一方面，本发明提供了一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置，该装置包括：多个传感器、传感器接口电路、处理器、增氧机及显示器；

传感器，通过所述传感器接口电路与所述处理器连接，用于检测水中溶解氧的含量数据并通过传感器接口电路上传至所述处理器；

处理器，与所述传感器接口电路、所述增氧机及所述显示器均连接，用于根据采集的溶解氧的含量数据控制所述增氧机的开启或关闭；

显示器，与所述处理器连接，用于显示所采集的传感器数据，并通过界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

优选地，所述装置还包括：电池单元，与所述处理器及市电分别连接，用于给所述处理器供电；

所述电池单元包括交流电源模块、电源管理模块及锂电池，所述交流电源模块与所述电源管理模块及市电连接，所述电源管理模块与所述锂电池连接。

优选地，所述装置还包括：继电器，所述处理器通过所述继电器与所述增氧机连接。

优选地，所述处理器通过RS485接口与所述显示器连接。

优选地，所述装置还包括：通用分组无线服务技术GPRS模块，与所述处理器连接，用于将所述处理器采集的传感器数据上传至农业物联网平台，以实现远程监控。

优选地，所述装置还包括：存储器，与所述处理器连接，用于存储所述处理器采集的传感器数据及养殖环境信息。

优选地，所述处理器为微控制单元MCU。

第二方面，本发明提供了一种采用上述装置的水产海水育苗溶解氧自动控制方法，该方法包括：

溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据，并将所述溶解氧的含量数据上传至处理器；

处理器将所述溶解氧的含量数据与预设阈值进行比较；

若所述溶解氧的含量数据大于预设阈值，处理器则控制增氧机关闭；

若所述溶解氧的含量数据小于等于预设阈值，处理器则控制增氧机开启，以增加所述溶解氧的含量。

优选地，所述方法还包括：

处理器将采集的溶解氧的含量数据在所述显示器上显示；

通过显示器的界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

优选地，所述方法还包括：

当溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据时，所述处理器控制电池单元与市电断开连接，并采用所述电池单元中的锂电池为所述处理器供电。

由上述技术方案可知，本发明提供一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置及方法，能够通过传感器接口电路与多种传感器连接，设备集成成本低、设备体积小、供电要求低；且该装置的电源管理模块能够隔离干扰，使得传感器测量不受市电干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种水产海水育苗溶解氧自动控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明一实施例提供的一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置，该装置包括：多个传感器、传感器接口电路、处理器、增氧机及显示器。其中：

传感器，通过所述传感器接口电路与所述处理器连接，用于检测水中溶解氧的含量数据并通过传感器接口电路上传至所述处理器。

需要说明的是，本实施例中的自动控制装置通过传感器接口电路可与多种溶解氧传感器连接，采集多种溶解氧传感器的数据。即可连接各种溶解氧测量电极，也可连接各种接口的智能溶解氧的传感器，即该装置可通过传感器接口电路与多种溶解氧传感器适配，实用性较高。

处理器，与所述传感器接口电路、所述增氧机及所述显示器均连接，用于根据采集的溶解氧的含量数据控制所述增氧机的开启或关闭。

具体来说，处理器接收到传感器采集的溶解氧的含量数据后，将溶解氧的含量数据与预设阈值进行比较，若溶解氧的含量数据小于等于预设阈值，则处理器控制增氧机开启，以增加水中溶解氧的含量；否则处理器控制增氧机关闭。具体地，增氧机主要用于增加水中的氧气含量以确保水中的鱼类不会缺氧，同时也能抑制水中厌氧菌的生长，防止池水变质威胁鱼类生存环境。本实施例中，所述处理器可为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)。

显示器，与所述处理器连接，用于显示所采集的传感器数据，并通过界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

本实施例中，所述处理器通过RS485接口与所述显示器连接。

具体来说，显示器可为触控屏。显示器能够在本地显示传感器数据，且能够修改设备的部分参数，如数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准、盐度补偿、温度补偿及压力补偿等等，其中增氧机的控制方式包括手动控制、自动控制及定时控制等，能够实现对增氧机的精准控制。其中设备校准包括对传感器校准。且显示器通过菜单设置参数及应用信息，提高了设备的集成效率。

本实施例中，如图1所示，所述装置还包括：电池单元，与所述处理器及市电分别连接，用于给所述处理器供电；

所述电池单元包括交流电源模块、电源管理模块及锂电池，所述交流电源模块与所述电源管理模块及市电连接，所述电源管理模块与所述锂电池连接。

具体来说，本实施例中的电源管理模块中包括电源隔离抗干扰电路，则当该装置采集传感器数据时，处理器控制切断市电，利用锂电池供电，以保证传感器供电的稳定性，极大地提高了测量溶解氧的稳定性和系统的可靠性。

本实施例中，如图1所示，所述装置还包括：继电器，所述处理器通过所述继电器与所述增氧机连接。具体来说，处理器输出开关量控制继电器的开关，已控制增氧机的开启或关闭。

本实施例中，如图1所示，所述装置还包括：GPRS(General PacketRadio Service，通用分组无线服务技术)模块，与所述处理器连接，用于将所述处理器采集的传感器数据上传至农业物联网平台，以实现远程监控。由此可见，该装置集成度高，体积小且可远程监控，则本实施例所提供的自动控制装置适用于在野外长期在线监测。

本实施例中，如图1所示，所述装置还包括：存储器，与所述处理器连接，用于存储所述处理器采集的传感器数据及养殖环境信息。且所述存储器支持处理器对其的读写操作。

由此可见，本实施例提供了一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置，能够通过传感器接口电路与多种传感器连接，设备集成成本低、设备体积小、供电要求低；且该装置的电源管理模块能够隔离干扰，使得传感器测量不受市电干扰。

基于上述水产海水育苗溶解氧自动控制装置，本发明另一实施例提供了一种采用上述自动控制装置的水产海水育苗溶解氧自动控制方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

S1：溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据，并将所述溶解氧的含量数据上传至处理器；

S2：处理器将所述溶解氧的含量数据与预设阈值进行比较；

S3：若所述溶解氧的含量数据大于预设阈值，处理器则控制增氧机关闭；

S4：若所述溶解氧的含量数据小于等于预设阈值，处理器则控制增氧机开启，以增加所述溶解氧的含量。

本实施例中，所述方法还包括如下步骤：

A01、处理器将采集的溶解氧的含量数据在显示器上显示；

A02、通过所述显示器的界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

本实施例中，所述方法还包括如下步骤：

当溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据时，所述处理器控制电池单元与市电断开连接，并采用所述电池单元中的锂电池为所述处理器供电。

本实施例中，所述方法还包括如下步骤：

处理器通过GPRS模块将传感器采集的数据上传至农业物联网平台，以实现远程监控。

应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种水产海水育苗溶解氧自动控制装置，其特征在于，该装置包括：多个传感器、传感器接口电路、处理器、增氧机及显示器；

传感器，通过所述传感器接口电路与所述处理器连接，用于检测水中溶解氧的含量数据并通过传感器接口电路上传至所述处理器；

处理器，与所述传感器接口电路、所述增氧机及所述显示器均连接，用于根据采集的溶解氧的含量数据控制所述增氧机的开启或关闭；

显示器，与所述处理器连接，用于显示所采集的传感器数据，并通过界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电池单元，与所述处理器及市电分别连接，用于给所述处理器供电；

所述电池单元包括交流电源模块、电源管理模块及锂电池，所述交流电源模块与所述电源管理模块及市电连接，所述电源管理模块与所述锂电池连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：继电器，所述处理器通过所述继电器与所述增氧机连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器通过RS485接口与所述显示器连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：通用分组无线服务技术GPRS模块，与所述处理器连接，用于将所述处理器采集的传感器数据上传至农业物联网平台，以实现远程监控。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：存储器，与所述处理器连接，用于存储所述处理器采集的传感器数据及养殖环境信息。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器为微控制单元MCU。

8.一种采用权利要求1-7中任一项所述装置的水产海水育苗溶解氧自动控制方法，其特征在于，该方法包括：

溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据，并将所述溶解氧的含量数据上传至处理器；

处理器将所述溶解氧的含量数据与预设阈值进行比较；

若所述溶解氧的含量数据大于预设阈值，处理器则控制增氧机关闭；

若所述溶解氧的含量数据小于等于预设阈值，处理器则控制增氧机开启，以增加所述溶解氧的含量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

处理器将采集的溶解氧的含量数据在显示器上显示；

通过所述显示器的界面设置包括数据采集周期、增氧机控制方式、设备校准及盐度补偿的参数。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当溶解氧传感器检测水中溶解氧的含量数据时，所述处理器控制电池单元与市电断开连接，并采用所述电池单元中的锂电池为所述处理器供电。