CN106780076A - 一种智能渔人精准投喂管理系统 - Google Patents

Abstract

一种智能精准投喂管理系统，包括数据管理模块、投喂计划管理模块、投喂计划绑定管理模块、投喂监控模块、投喂统计模块和系统管理模块。本发明设计的智能渔人精准投喂管理系统可以科学地精准地进行投喂并对其进行智能管理，可以大大地降低人工成本、饲料成本和养殖水体的污染。渔人，是指智能渔业，即将人工智能和渔业的相结合的科学和技术，也可以是指使用人工智能技术进行渔业养殖的渔人。

Description

一种智能渔人精准投喂管理系统

技术领域

本发明属于渔业养殖技术领域，特别涉及一种智能渔人精准投喂管理系统。

背景技术

人工智能的快速发展和应用，推动了各行各业的智能自动化发展，近年人工智能和渔业的结合研究的科学和技术基础逐步完善和成熟，如何将人工智能应用于渔业的研究和应用是行业发展的重要方向之一，是渔业机械和养殖研究的重点项目之一，开展科学的、系统的、智能的人工智能渔业研究是必然的，也是未来一段时期内需要集中精力、精于钻研逐步研究推广，实现渔业领域人工智能化，提升渔业研究和生产的效率和产能。

目前，渔业养殖在养殖经验积累、方案制定、养殖实践等方面仍然主要以养殖经验为主，以设备定时自动化养殖为辅，渔业养殖研究的规律、结论和成果不能直接转化成生产力，如何提取最优的养殖方法，如何科学化智能化养殖，成为当今渔业养殖研究的重要课题之一，智能渔人课题的提出、研究和应用必然能够实现人工智能和渔业养殖的结合和持续优化，最终形成人工智能研究以及通过学习结果指导养殖实践的良性循环。当前，智能渔人的研究还处在分项研究和实践的阶段，离散的应用于行业研究的分项中，缺乏系统化的研究和规划，更早的启动和实现智能渔人的研究和发展是行业发展的重要推力，也是我们现在致力于发展和完成的重要工作方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能渔人精准投喂管理系统及其实现方法，可以实现智能、自动、科学、灵活、精准的投喂管理。渔人，是指智能渔业，即将人工智能和渔业的相结合的科学和技术，也可以是指使用人工智能技术进行渔业养殖的渔人。本发明涉及的术语如下：

(1)饲料系数＝饲料消耗量/增重量

(2)日饵率＝每日饲料投喂量/总鱼重

(3)当前鱼总重＝昨日鱼总重+昨日实际投喂量/饲料系数

(4)计划日投喂量＝计划总鱼重*日饵率(日饵率取自投喂计划模板)(纯理论值)

(5)计划实际日投喂量＝当前鱼总重*日饵率

(6)投喂时长＝计划实际日投喂量/次数/所有设备投喂速度之和(kg/小时)。

一种智能精准投喂管理系统，包括数据管理模块、投喂计划管理模块、投喂计划绑定管理模块、投喂监控模块、投喂统计模块和系统管理模块，其中，数据管理模块，是智能投喂管理中的初始数据管理，包括池塘数据、种苗数据以及设备配置管理，数据管理模块具体包括：

①池塘管理，对于养殖投喂单元池塘的基本信息的管理，包括池塘编号、规格、面积、深度信息；

②种苗管理，包括所属池塘编号、品种、规格、数量和投苗时间；

③设备管理，包括设备名称、设备型号、饲料规格和投喂速度，配置池塘所属投喂设备；

投喂计划管理模块，依据科学研究结果对智能投喂计划进行初始化，按照科学生产养殖方法，按照时间生产周期制定投喂次数，投喂起始时间、饲料系数和日饵率初始化数据，作为智能化投喂策略制定和实施的基础，投喂计划管理包括投喂计划的增删改，以及通过计划名称进行查询，其中包括：

①计划新增，包括计划的名称、投喂次数、投喂时间、饲料系数和日饵率；

②计划修改，选中相应的计划点击修改按钮，在弹出的对话框中可以对计划的相关参数进行修改；

③计划删除，选中要删除的计划点击删除按钮即可删除计划；

④计划查询，输入计划名称点击搜索按钮即可查询相应的计划。

投喂计划绑定管理模块，包含计划绑定，计划生成，当前计划，计划记录核心功能，针对不同池塘养殖的不同品种选择合适的初始化投喂策略，同时制定整个养殖周期的投喂计划，如有变更可随时调整，投喂计划绑定管理模块具体包括：

①计划绑定，按照科研的最优投喂策略，以养殖周期时间为维度绑定投喂计划策略，计划绑定时间为执行计划的初始日期；

②计划生成，每日的投喂计划实例，是依据初始投喂计划，结合不同池塘的参数要求以及历史养殖情况，通过投喂计划算法动态生成的，影响投喂计划的因素有初始投喂策略、历史投喂、鱼重指标；

③当前计划，每日定时按照投喂计划生成核心算法，自动算出当日投喂计划；

④计划记录，所属池塘每日生成的投喂计划的历史记录，总览池塘的历史计划，查看生产养殖的异常情况；

投喂监控模块，查看投喂计划执行的情况，包含池塘列表、日期选择模块和投喂监控界面，选择相应的池塘和日期可以查看具体的投喂情况，其中投喂监控界面主要包括：

①池塘信息，显示池塘具体的编号、规格、面积、深度信息；

②设备信息，显示该池塘设备名称、设备型号、饲料规格、投喂速度、状态(打开或者关闭)、操作(拥有开启或者关闭按钮，可以手动打开或关闭设备)信息；

③统计信息，以养殖池塘、养殖批次为维度，根据历史投喂记录进行统计，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重、总鱼重差和通过气象站获取的大气数据与水质监测设备获取的水质数据(溶解氧)信息，用来指导投喂策略的变化，达到科学化养殖的目标；

④当日计划，包括计划名称、日饵率、饲料系数、计划实际日投喂量、计划日投喂量、实际日投喂量、日投喂差、起始时间、持续时长、执行情况和操作，实时计算这些参数，并2秒刷新一次页面更新参数值，并根据计算量和预先设置的起始时间通过无线自动定时定量控制投饲机的开关；

⑤当日执行情况，包括设备名称、起始时间、持续时长和状态(自动或者手动)；

⑥当日异常情况，采用判断算法对设备进行扫描，出现连接异常进行异常报警，保证智能投喂的环境安全和稳定，包括设备名称、时间、异常类型和处理状态(已处理或者未处理)；

投喂统计模块，以指定的起始日期和结束日期为统计边界，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重和总鱼重差，同时按照日期维度展现所统计时间段内的所有日投喂情况，实现对于水产养殖总体情况的统计分析，并且根据实际的打样计算出当前实际的总鱼重并对系统计算出的实际总鱼重进行偏差纠正；

系统管理模块，其中包括：

①用户管理，包括登录名、密码、用户名、联系电话、Email和备注等信息，并且可以对其进行添加、删除和修改操作；

②接口管理，包括串口名称、波特率、数据位、校验位、停止位、从属设备地址、线圈地址和设备名称等信息，并且可以对其进行查询、添加、删除和修改操作；

③日志管理，会显示登录名、用户名、联系电话、操作时间和动作(登录或者退出)信息；

系统首先根据以往的养殖数据计算出饲料系数和日饵率，根据池塘养殖的鱼类的重量、条数计算出总鱼重，以此确定计划的总鱼重(即希望鱼长多少)，进而算出计划日投喂量和计划实际日投喂量，用计划实际日投喂量、计划每天投喂的次数和投饲机的投喂速度可以得到投饲机每次的投喂时长，通过无线控制模板进行相应的投饲机开关。其中的控制反馈环节包括：

(1)由于投饲机开关存在反应时间，会造成一定投喂量的偏差，因此每天投喂结束之后统计当天的计划日投喂量和计划实际日投喂量，计算其中的差值，第二天自动添加到计算日投喂量之中。

(2)定期对养殖鱼类进行打样，计算当前鱼总重，并纠正系统自动计算的当前总鱼重。

(3)当大气压降低到设定的数值、检测到下雨和水质监测的溶解氧降低到一定值时，自动降低日饵率从而降低日投喂量。

本发明设计的智能渔人精准投喂管理系统可以科学地精准地进行投喂并对其进行智能管理，可以大大地降低人工成本、饲料成本和养殖水体的污染。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种智能渔人精准投喂管理系统包括:

(1)数据管理模块，它是智能投喂管理中的初始数据管理，包括池塘数据、种苗数据以及设备配置管理，其中相关参数为智能投喂策略的重要参考参数，是智能投喂的基石。数据管理模块具体包括：

①池塘管理，对于养殖投喂单元池塘的基本信息的管理，包括池塘编号、规格、面积、深度等信息；

②种苗管理，包括所属池塘编号、品种、规格、数量和投苗时间。基于养殖生产的种苗数据的管理，其中种苗的规格和数量是智能投喂的重要初始数据；

③设备管理，包括设备名称、设备型号、饲料规格和投喂速度。配置池塘所属投喂设备，设备基本参数管理直接影响智能投喂策略的执行和调整，其中投喂速度对投喂策略有直接影响。

(2)投喂计划管理模块，依据科学研究结果对智能投喂计划进行初始化，按照科学生产养殖方法，按照时间生产周期制定投喂次数，投喂起始时间、饲料系数和日饵率初始化数据，作为智能化投喂策略制定和实施的基础，投喂计划管理包括投喂计划的增删改，以及通过计划名称进行查询。其中包括：

①计划新增，包括计划的名称、投喂次数、投喂时间、饲料系数和日饵率；

②计划修改，选中相应的计划点击修改按钮，在弹出的对话框中可以对计划的相关参数进行修改；

③计划删除，选中要删除的计划点击删除按钮即可删除计划；

④计划查询，输入计划名称点击搜索按钮即可查询相应的计划。

(3)投喂计划绑定管理模块，包含计划绑定，计划生成，当前计划，计划记录等核心功能，针对不同池塘养殖的不同品种选择合适的初始化投喂策略，可以同时制定整个养殖周期的投喂计划，如有变更可随时调整。投喂计划绑定管理模块具体包括：

①计划绑定，按照科研的最优投喂策略，以养殖周期时间为维度绑定投喂计划策略，计划绑定时间为执行计划的初始日期；

②计划生成，每日的投喂计划实例，是依据初始投喂计划，结合不同池塘的参数要求以及历史养殖情况，通过投喂计划算法动态生成的，影响投喂计划的因素有初始投喂策略、历史投喂、鱼重等指标；

③当前计划，每日定时按照投喂计划生成核心算法，自动算出当日投喂计划；

④计划记录，所属池塘每日生成的投喂计划的历史记录，可以总览池塘的历史计划，查看生产养殖的异常情况。

(4)投喂监控模块，可以查看投喂计划执行的情况，包含池塘列表、日期选择模块和投喂监控界面，选择相应的池塘和日期可以查看具体的投喂情况。其中投喂监控界面主要包括：

①池塘信息，显示池塘具体的编号、规格、面积、深度等信息；

②设备信息，显示该池塘设备名称、设备型号、饲料规格、投喂速度、状态(打开或者关闭)、操作(拥有开启或者关闭按钮，可以手动打开或关闭设备)等信息；

③统计信息，以养殖池塘、养殖批次为维度，根据历史投喂记录进行统计，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重、总鱼重差和通过气象站获取的大气数据与水质监测设备获取的水质数据(溶解氧等)等信息，用来指导投喂策略的变化，达到科学化养殖的目标；

④当日计划，包括计划名称、日饵率、饲料系数、计划实际日投喂量、计划日投喂量、实际日投喂量、日投喂差、起始时间、持续时长、执行情况和操作。实时计算这些参数，并2秒刷新一次页面更新参数值，并根据计算量和预先设置的起始时间通过无线自动定时定量控制投饲机的开关；

⑤当日执行情况，包括设备名称、起始时间、持续时长和状态(自动或者手动)；

⑥当日异常情况，采用判断算法对设备进行扫描，出现连接异常进行异常报警，保证智能投喂的环境安全和稳定，包括设备名称、时间、异常类型和处理状态(已处理或者未处理)。

(5)投喂统计模块，以指定的起始日期和结束日期为统计边界，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重和总鱼重差，同时按照日期维度展现所统计时间段内的所有日投喂情况，实现对于水产养殖总体情况的统计分析。并且根据实际的打样计算出当前实际的总鱼重并对系统计算出的实际总鱼重进行偏差纠正。

(6)系统管理模块，其中包括：

①用户管理，包括登录名、密码、用户名、联系电话、Email和备注等信息，并且可以对其进行添加、删除和修改等操作；

②接口管理，包括串口名称、波特率、数据位、校验位、停止位、从属设备地址、线圈地址和设备名称等信息，并且可以对其进行查询、添加、删除和修改等操作；

③日志管理，会显示登录名、用户名、联系电话、操作时间和动作(登录或者退出)等信息。

系统首先根据以往的养殖数据计算出饲料系数和日饵率，根据池塘养殖的鱼类的重量、条数计算出总鱼重，以此确定计划的总鱼重(即希望鱼长多少)，进而算出计划日投喂量和计划实际日投喂量，用计划实际日投喂量、计划每天投喂的次数和投饲机的投喂速度可以得到投饲机每次的投喂时长，通过无线控制模板进行相应的投饲机开关。其中的控制反馈环节包括：

(1)由于投饲机开关存在反应时间，会造成一定投喂量的偏差，因此每天投喂结束之后统计当天的计划日投喂量和计划实际日投喂量，计算其中的差值，第二天自动添加到计算日投喂量之中。

(2)定期对养殖鱼类进行打样，计算当前鱼总重，并纠正系统自动计算的当前总鱼重。

(3)当大气压降低到设定的数值、检测到下雨和水质监测的溶解氧降低到一定值时，自动降低日饵率从而降低日投喂量。

Claims (1)

1.一种智能精准投喂管理系统，包括数据管理模块、投喂计划管理模块、投喂计划绑定管理模块、投喂监控模块、投喂统计模块和系统管理模块，其中，数据管理模块，是智能投喂管理中的初始数据管理，包括池塘数据、种苗数据以及设备配置管理，数据管理模块具体包括：

①池塘管理，对于养殖投喂单元池塘的基本信息的管理，包括池塘编号、规格、面积、深度信息；

②种苗管理，包括所属池塘编号、品种、规格、数量和投苗时间；

③设备管理，包括设备名称、设备型号、饲料规格和投喂速度，配置池塘所属投喂设备；

投喂计划管理模块，依据科学研究结果对智能投喂计划进行初始化，按照科学生产养殖方法，按照时间生产周期制定投喂次数，投喂起始时间、饲料系数和日饵率初始化数据，作为智能化投喂策略制定和实施的基础，投喂计划管理包括投喂计划的增删改，以及通过计划名称进行查询，其中包括：

①计划新增，包括计划的名称、投喂次数、投喂时间、饲料系数和日饵率；

②计划修改，选中相应的计划点击修改按钮，在弹出的对话框中可以对计划的相关参数进行修改；

③计划删除，选中要删除的计划点击删除按钮即可删除计划；

④计划查询，输入计划名称点击搜索按钮即可查询相应的计划。

投喂计划绑定管理模块，包含计划绑定，计划生成，当前计划，计划记录核心功能，针对不同池塘养殖的不同品种选择合适的初始化投喂策略，同时制定整个养殖周期的投喂计划，如有变更可随时调整，投喂计划绑定管理模块具体包括：

①计划绑定，按照科研的最优投喂策略，以养殖周期时间为维度绑定投喂计划策略，计划绑定时间为执行计划的初始日期；

②计划生成，每日的投喂计划实例，是依据初始投喂计划，结合不同池塘的参数要求以及历史养殖情况，通过投喂计划算法动态生成的，影响投喂计划的因素有初始投喂策略、历史投喂、鱼重指标；

③当前计划，每日定时按照投喂计划生成核心算法，自动算出当日投喂计划；

④计划记录，所属池塘每日生成的投喂计划的历史记录，总览池塘的历史计划，查看生产养殖的异常情况；

投喂监控模块，查看投喂计划执行的情况，包含池塘列表、日期选择模块和投喂监控界面，选择相应的池塘和日期可以查看具体的投喂情况，其中投喂监控界面主要包括：

①池塘信息，显示池塘具体的编号、规格、面积、深度信息；

②设备信息，显示该池塘设备名称、设备型号、饲料规格、投喂速度、状态(打开或者关闭)、操作(拥有开启或者关闭按钮，可以手动打开或关闭设备)信息；

③统计信息，以养殖池塘、养殖批次为维度，根据历史投喂记录进行统计，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重、总鱼重差和通过气象站获取的大气数据与水质监测设备获取的水质数据(溶解氧)信息，用来指导投喂策略的变化，达到科学化养殖的目标；

④当日计划，包括计划名称、日饵率、饲料系数、计划实际日投喂量、计划日投喂量、实际日投喂量、日投喂差、起始时间、持续时长、执行情况和操作，实时计算这些参数，并2秒刷新一次页面更新参数值，并根据计算量和预先设置的起始时间通过无线自动定时定量控制投饲机的开关；

⑤当日执行情况，包括设备名称、起始时间、持续时长和状态(自动或者手动)；

⑥当日异常情况，采用判断算法对设备进行扫描，出现连接异常进行异常报警，保证智能投喂的环境安全和稳定，包括设备名称、时间、异常类型和处理状态(已处理或者未处理)；

投喂统计模块，以指定的起始日期和结束日期为统计边界，输出计划投喂总量、实际投喂总量、投喂总量差、计划总鱼重、实际总鱼重和总鱼重差，同时按照日期维度展现所统计时间段内的所有日投喂情况，实现对于水产养殖总体情况的统计分析，并且根据实际的打样计算出当前实际的总鱼重并对系统计算出的实际总鱼重进行偏差纠正；

系统管理模块，其中包括：

①用户管理，包括登录名、密码、用户名、联系电话、Email和备注等信息，并且可以对其进行添加、删除和修改操作；

②接口管理，包括串口名称、波特率、数据位、校验位、停止位、从属设备地址、线圈地址和设备名称等信息，并且可以对其进行查询、添加、删除和修改操作；

③日志管理，会显示登录名、用户名、联系电话、操作时间和动作(登录或者退出)信息；

系统首先根据以往的养殖数据计算出饲料系数和日饵率，根据池塘养殖的鱼类的重量、条数计算出总鱼重，以此确定计划的总鱼重(即希望鱼长多少)，进而算出计划日投喂量和计划实际日投喂量，用计划实际日投喂量、计划每天投喂的次数和投饲机的投喂速度可以得到投饲机每次的投喂时长，通过无线控制模板进行相应的投饲机开关。其中的控制反馈环节包括：

(1)由于投饲机开关存在反应时间，会造成一定投喂量的偏差，因此每天投喂结束之后统计当天的计划日投喂量和计划实际日投喂量，计算其中的差值，第二天自动添加到计算日投喂量之中。

(2)定期对养殖鱼类进行打样，计算当前鱼总重，并纠正系统自动计算的当前总鱼重。

(3)当大气压降低到设定的数值、检测到下雨和水质监测的溶解氧降低到一定值时，自动降低日饵率从而降低日投喂量。