CN106106291A - 基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统 - Google Patents

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高翔
胡明杰
韩如冰
韩中中
唐庆山
王斌
王春见
李娜
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Abstract

本发明公开了一种基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，包括深水养殖网箱、摄像模块、视频传输模块、电源模块、无人机值守基站和监控模块；其中，所述电源模块分别与摄像模块和视频传输模块相连，为其提供工作电压；所述摄像模块通过数据线与视频传输模块相连，所述视频传输模块通过无线与无人机值守基站相连，所述无人机值守基站通过无线与所述监控模块相连。本发明采用石墨烯高分子复合材料，使得深水养殖网箱的抗风浪的能力大大调高；通过无人机值守基站实现数据的实时传递和监控，解决了数据难以获取或延迟的问题。解决了未来大规模“海洋牧场”建设中的深水养殖智能化监控难题。该系统结构精简，操作方便，利于普及。

Description

基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统
技术领域
本发明涉及海洋深水养殖网箱，尤其涉及一种基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统。
背景技术
目前海洋深水养殖将越来越受到渔业养殖的重视，运用海洋深水养殖网箱可以在深海上开辟出大型的渔业养殖产地，而且深海的渔业养殖环境比浅水渔业养殖环境要优越很多。一方面深海的海洋环境受人类活动的污染和影响程度较小，更适合渔业养殖，另一方面深海海洋养殖的产地往往远离大陆，甚至可以建立在公海的环境中。因此渔业养殖产地区域十分广阔，而且在深海渔业养殖过程中可以充分利用潮汐、软流、风向的自然条件因素，将渔业养殖网箱定期迁移到不同区域使网箱中养殖的水产品能够更好的生长。
然而，在深海渔业养殖过程中面临的困难相对浅海的渔业养殖所面临的困难更为艰巨，也更为复杂。首先是深海渔业养殖环境远离大陆，人类对深海的海洋自然环境认识不够详细透彻，往往不能够很科学的利用自然环境的条件进行渔业养殖。甚至会因为错误的应用自然环境条件而导致所养殖的渔业水产品大面积的死亡，或者减产。而且在深海的渔业养殖过程中由于地域十分广泛，通过渔船对深海养殖的网箱的拖拽十分不方便，对网箱的拖拽效率很低，费用也很高，不适合大规模的深海渔业养殖网箱的推广和应用。
我国海水养殖随着深水网箱养殖规模化、集约化及远海养殖拓展，对深水网箱材料的强度，以及准确、及时的进行养殖控制提出了更高的要求。而现有的深水养殖网箱主要采用的材料是聚乙烯材料，相对于石墨烯基的聚乙烯复合材料强度偏低、抗冲击能力较差。另外，水产养殖一般离岸较远，不易随时观察、掌控网箱的实时情况。因此，测控技术应用于深水网箱养殖全方位立体化监控变得非常重要。由于深水网箱养殖现场离岸较远，人工值守监控也会“百密一疏”，造成损失。常规的有线监控，由于海洋养殖环境则因网络布线给施工和养殖船舶带来极大不便，而且有线网络非常容易遭到破坏。
发明内容
针对现有技术中深水养殖网箱材料的缺点和监控数据传输存在的缺点，本发明提供一种基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，该系统中的深水养殖网箱采用石墨烯高分子复合材料，从而提高了网箱抗风浪的能力，另外，通过无人机值守基站实现数据的实时传递和监控，解决了数据难以获取或延迟的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，包括深水养殖网箱、多个摄像模块、视频传输模块、电源模块、无人机值守基站和监控模块；其中，所述电源模块位于深水养殖网箱框架的上部，分别与摄像模块和视频传输模块相连，为其提供工作电压；所述深水养殖网箱的上部、中部和下部均设置有摄像模块，所有摄像模块均通过数据线与视频传输模块相连，所述视频传输模块通过无线与无人机值守基站相连，所述无人机值守基站通过无线与所述监控模块相连。
进一步地，所述深水养殖网箱的框架的材料为石墨烯和聚乙烯的高分子复合材料。
进一步地，所述摄像模块用于拍摄获取深海养殖设施、水况以及鱼情信息。
进一步地，所述电源模块具备潮汐发电及储能功能，分别与摄像模块和视频传输模块相连，为其提供工作电压。
进一步地，所述无人机值守基站为一无人机，该无人机飞行高度为平流层高度，该无人机白天通过太阳能供电并为其所携带电池充电，夜间通过其所携带电池供电，该无人机具有无线发射模块和无线接收模块，所述无线接收模块与视频传输模块通过无线相连，所述无线发射模块通过无线与监控模块相连。
进一步地，所述监控模块为计算机、手机或平板电脑，通过无线接收无人机值守基站发出的由摄像模块获取的信息，实现对深水养殖网箱的实时监控。
本发明的有益效果如下：
1）采用石墨烯高分子复合材料，使得深水养殖网箱的抗风浪的能力大大调高；
2）通过可长期值守无人机基站实现数据的实时传递和监控，解决了数据难以获取或延迟的问题；
3）通过摄像模块实时对深水养殖网箱进行监控，通过无人机值守基站将数据通过无线的形式传递给监控模块，便于实现科研工作者或养殖人员对获得的数据进行处理；
4）电源模块具备潮汐发电及储能功能，可长时间为摄像模块和视频传输模块提供工作电压；
5）该系统结构精简，操作方便，利于普及。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明实施例的系统框图；
图中，深水养殖网箱1、摄像模块2、视频传输模块3、电源模块4、无人机值守基站5、监控模块6。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括深水养殖网箱1、多个摄像模块2、视频传输模块3、电源模块4、无人机值守基站5和监控模块6；其中，所述电源模块4位于深水养殖网箱1框架的上部，分别与摄像模块2和视频传输模块3相连，为其提供工作电压；所述深水养殖网箱1的上部、中部和下部均设置有摄像模块2，所有摄像模块2均通过数据线与视频传输模块3相连，所述视频传输模块3通过无线与无人机值守基站5相连，所述无人机值守基站5通过无线与所述监控模块6相连。
所述电源模块4具备潮汐发电及储能功能，可以采用浙江亿派通科技有限公司EPT2616070106型号的产品，但不限于此。
所述深水养殖网箱1的框架的材料为石墨烯和聚乙烯高分子复合材料，使得深水养殖网箱的抗风浪的能力大大调高，可采用北京亿派通科技有限公司EPT1716020702型号的产品，但不限于此。
所述摄像模块2用于拍摄获取深海养殖设施、水况以及鱼情信息，可以采用BESTWILL公司CR110-7B型号的产品，但不限于此。
所述无人机值守基站5为一无人机，该无人机飞行高度为平流层高度，该无人机白天通过太阳能供电并为其所携带电池充电，夜间通过其所携带电池供电，该无人机具有无线发射模块和无线接收模块，所述无线接收模块与视频传输模块3通过无线相连，所述无线发射模块通过无线与监控模块6相连，可以采用北京亿派通科技有限公司EPT1616032001型号的产品，但不限于此。
所述监控模块6为计算机、手机或平板电脑，通过无线接收无人机值守基站5发出的由摄像模块2获取的信息，实现对深水养殖网箱的实时监控。
本发明的工作过程如下：
在深水养殖网箱1的上部、中部和下部均安装摄像模块2，将所有的摄像模块2通过数据线与视频传输模块3相连，电源模块4位于深水养殖网箱1框架的上部，为摄像模块2和视频传输模块3提供工作电压，摄像模块2用于拍摄获取深海养殖设施、水况以及鱼情信息，并将这些信息通过数据线传递给视频传输模块3，视频传输模块3通过无线将数据传递给24小时盘旋在海平面上空的无人机上，无人机再将该数据通过无线的形式传递给计算机、手机或平板电脑，从而实现数据的实时传递。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，包括深水养殖网箱（1）、多个摄像模块（2）、视频传输模块（3）、电源模块（4）、无人机值守基站（5）和监控模块（6）；其中，所述电源模块（4）位于深水养殖网箱（1）框架的上部，分别与摄像模块（2）和视频传输模块（3）相连，为其提供工作电压；所述深水养殖网箱（1）的上部、中部和下部均设置有摄像模块（2），所有摄像模块（2）均通过数据线与视频传输模块（3）相连，所述视频传输模块（3）通过无线与无人机值守基站（5）相连，所述无人机值守基站（5）通过无线与所述监控模块（6）相连。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，所述深水养殖网箱（1）的框架的材料为石墨烯和聚乙烯的高分子复合材料。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，所述摄像模块（2）用于拍摄获取深海养殖设施、水况以及鱼情信息。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，所述电源模块（4）具备潮汐发电及储能功能，与摄像模块（2）和视频传输模块（3）相连，为其提供工作电压。
5.根据权利要求1所述的基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，所述无人机值守基站（5）为一无人机，该无人机飞行高度为平流层高度，该无人机白天通过太阳能供电并为其所携带电池充电，夜间通过其所携带电池供电，该无人机具有无线发射模块和无线接收模块，所述无线接收模块与视频传输模块（3）通过无线相连，所述无线发射模块通过无线与监控模块（6）相连。
6.根据权利要求1所述的基于石墨烯高分子复合材料的智能深水养殖网箱系统，其特征在于，所述监控模块（6）为计算机、手机或平板电脑，通过无线接收无人机值守基站（5）发出的由摄像模块（2）获取的信息，实现对深水养殖网箱的实时监控。
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