CN106990764A - 一种池塘养殖自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种池塘养殖自动控制系统，包括养殖环境监测模块、控制器、服务器以及池塘养殖生产设备，所述养殖环境监测模块用于实时采集养殖环境参数并经过所述控制器上传至所述服务器，所述服务器包括数据处理模块和决策支持模块，所述数据处理模块用于对养殖现场信息与养殖参考数据进行比对；所述决策支持模块用于根据所述信息处理模块所得出的数据分析结果生成调度控制指令，由所述控制器驱动所述池塘养殖生产设备完成养殖自动控制。本系统应用自动化精准控制技术实现池塘养殖自动控制，能够有效降低养殖用工成本、减少能源饲料浪费、提高水产品质量。
Description
技术领域
本发明属于现代水产养殖工程技术领域，具体涉及一种池塘养殖自动控制系统。
背景技术
我国水产养殖主要以传统的池塘养殖生产方式为主，随着自动化养殖设备的推广和普及，水质监测、自动控制以及智能养殖等技术手段在池塘养殖中的应用越来越广泛。目前，我国池塘养殖生产中的自动设备控制主要依靠养殖者的经验和习惯，不能按需控制、预警控制和精准控制，在造成电力、饲料、人工等生产成本浪费的同时不能满足现代化精准池塘养殖管理的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种池塘养殖自动控制系统，能够有效降低养殖用工成本、减少能源饲料浪费、提高水产品质量。
本发明采用以下技术方案：
一种池塘养殖自动控制系统，包括养殖环境监测模块、控制器、服务器以及池塘养殖生产设备，所述养殖环境监测模块设置在池塘浮标上，用于实时采集养殖环境参数并经过所述控制器上传至所述服务器，所述养殖环境监测模块与所述控制器以及所述控制器与所述服务器之间均通过ZigBee模块连接，所述服务器用于对养殖现场信息与养殖参考数据进行比对得出数据结果，由所述控制器驱动所述池塘养殖生产设备完成养殖自动控制。
进一步的，所述养殖环境监测模块包括网络摄像头、水质传感器和气象传感器，所述网络摄像头、水质传感器和气象传感器分别通过ZigBee模块与所述控制器连接。
进一步的，所述水质传感器包括溶解氧传感器和pH传感器，采取投入式安装于配套的水质传感器安装浮标，通过太阳能锂电池供电。
进一步的，所述气象传感器采用集成式多参数气象站，采用配套气象站安装立杆安装，通过混合供电方式供电。
进一步的，所述池塘养殖生产设备包括投饲机、增氧机和水泵，所述增氧机连接有电动机，并通过小型交流接触器与所述控制器连接，用于控制电动机的启停。
进一步的，所述增氧机与所述电动机之间设置有电动机专用断路器，用于对所述电动机进行电气保护。
进一步的，所述控制器选用西门子S7-200系列CPU224XP AC/DC/RLY型PLC。
进一步的，所述主控器还连接有触摸屏用于现场控制。
进一步的，所述系统还包括远程终端，所述远程终端通过所述服务器与所述控制器连接，包括手机客户端和计算机客户端。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本系统包括养殖环境监测模块、控制器、服务器以及池塘养殖生产设备，各硬件设备之间通过ZigBee通信方式实现传感器与控制器自组网和数据通信连接，实现各个设备之间的互联互通，硬件设备的有效集成和互联保证了系统各项功能的稳定运行和实现。
进一步的，水质和气象传感器是实现系统水质监测功能进而实现精准控制的重要设备，系统选用测量准确、工作稳定的溶解氧传感器、pH传感器以及多参数气象站传感器实现水质和气象环境的实时监测。
进一步的，水质传感器设备采取投入式安装方式，安装于配套的水质传感器安装浮标，采用太阳能锂电池供电，有效持续工作时长可达45天；气象传感器为集成式多参数气象站，采用配套气象站安装立杆安装，采用混合供电方式，有效保证设备正常运行。
进一步的，系统根据养殖池塘现有自动养殖设备负荷，为每一路养殖设备单独配套集成最适合的电气保护设备，配合智能控制器的智能养殖控制方案，实现自动养殖设备的精准控制、状态监测和断电保护。
综上所述，本系统应用自动化精准控制技术实现池塘养殖自动控制，能够有效降低养殖用工成本、减少能源饲料浪费、提高水产品质量。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种池塘养殖自动控制系统，主要由养殖环境监测模块、控制器、服务器、远程终端以及池塘养殖生产设备组成，各功能模块之间通过混合组网实现通信和数据传递，优选ZigBee模块进行无线连接。通过系统软硬件设备设施的集成，系统能够完成和实现养殖环境监测、养殖精准控制、养殖方案更新和养殖现场查看等功。
请参阅图1，所述养殖环境监测模块包括网络摄像头、水质传感器和气象传感器，所述控制器包括控制器和触摸屏，所述服务器用于对养殖现场信息与养殖参考数据进行比对得出数据结果，由所述控制器驱动所述池塘养殖生产设备完成养殖自动控制，所述远程终端包括手机客户端和计算机客户端，所述池塘养殖生产设备包括投饲机、增氧机和水泵，所述养殖环境监测模块和池塘养殖生产设备分别与所述控制器连接，所述控制器经过所述服务器与所述远程终端连接。
系统运行时，用户可以使用远程配置程序或现场配置终端将养殖方案配置到控制器；养殖过程中，控制器实时采集养殖环境参数并上传至服务器，同时根据环境数据和已下载的养殖方案进行精准控制；服务器将控制器上传的数据进行智能分析和处理，通过专家系统判断当前养殖环境状况，对于异常状况及时生成控制处理方案，通过控制器及时处理异常，对于非异常状况则智能生成下一阶段的养殖控制方案，并将新方案与现有方案进行差异化比对后下载更新到控制器；控制器下载配置完养殖控制方案后可以独立运行，对养殖过程进行精准控制。
其中，水质传感器和气象传感器用于实现系统水质监测功能进而实现精准控制，水质传感器包括测量准确、工作稳定的溶解氧传感器、pH传感器，气象传感器采用多参数气象站传感器实现水质和气象环境的实时监测。
水质传感器设备采取投入式安装方式，安装于配套的水质传感器安装浮标，采用太阳能锂电池供电，有效持续工作时长可达45天；气象传感器为集成式多参数气象站，采用配套气象站安装立杆安装，采用混合供电方式，有效保证设备正常运行。
所述控制器能够连接7个支持ModBus-RTU通信协议的传感器接入，同时监测15个环境参数；采用4组定时控制器实现投饲机的定时投饲功能，结合环境参数实现投饲机智能控制；以水体溶解氧相对饱和度以及氧分压为依据，实现增氧机智能增氧和调水功能，使用不同的继电器输出控制同一台增氧机进行增氧和调水。
本系统根据养殖池塘现有自动养殖设备负荷，为每一路养殖设备单独配套集成电气保护设备，配合智能控制器的智能养殖控制方案，实现自动养殖设备的精准控制、状态监测和断电保护。
其中，选用CDP6-32系列电动机专用断路器对增氧机进行电气保护，能够及时切断电动机供电，有效保护电动机不受过载、缺相、短路等用电异常情况的影响；使用CJX2系列小型交流接触器与智能PLC控制器连接，控制电动机的启动停止，并使用该型号交流接触器的常开触点监测设备运行状态。
系统使用PLC的PORT0通信口完成控制器与服务器端的通信，使用PORT1通信口接收传感器设备的监测数据；使用第一组继电器Q0.0～0.3控制投饲机，完成养殖投饲，使用对应的开关量输入I0.0～0.3监测投饲机运行状态；使用第二组继电器Q0.4～0.6控制叶轮式增氧机，其中Q0.4为增氧控制，Q0.5为调水控制，Q0.6为定时控制，并使用对应的开关量输入I0.4～0.6监测增氧机运行状态；使用第三组继电器Q0.7～1.1控制潜水泵，完成进排水操作，使用开关量输入I0.7～1.1监测潜水泵运行状态。
所述控制器选用西门子S7-200系列CPU224XP AC/DC/RLY型PLC，它集成了14路开关量输入和10路继电器输出，配有2路模拟量输入和1路模拟量输出，具有2个RS485通信接口，支持PPI、ModBus、MPI通信协议和自由方式通信。
本发明池塘养殖自动控制系统综合运用传感器技术、无线通信技术、自动化控制技术，实现池塘养殖精准控制管理。系统能够有效降低生产成本、提高水产品质量，同时可以减轻劳动强度、扩大生产规模、提高生产管理的自动化程度，对现代水产养殖业发展具有重要的推动作用。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，包括养殖环境监测模块、控制器、服务器以及池塘养殖生产设备，所述养殖环境监测模块设置在池塘浮标上，用于实时采集养殖环境参数并经过所述控制器上传至所述服务器，所述养殖环境监测模块与所述控制器以及所述控制器与所述服务器之间均通过ZigBee模块连接，所述服务器用于对养殖现场信息与养殖参考数据进行比对得出数据结果，由所述控制器驱动所述池塘养殖生产设备完成养殖自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述养殖环境监测模块包括网络摄像头、水质传感器和气象传感器，所述网络摄像头、水质传感器和气象传感器分别通过ZigBee模块与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述水质传感器包括溶解氧传感器和pH传感器，采取投入式安装于配套的水质传感器安装浮标，通过太阳能锂电池供电。
4.根据权利要求2所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述气象传感器采用集成式多参数气象站，采用配套气象站安装立杆安装，通过混合供电方式供电。
5.根据权利要求1所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述池塘养殖生产设备包括投饲机、增氧机和水泵，所述增氧机连接有电动机，并通过小型交流接触器与所述控制器连接，用于控制电动机的启停。
6.根据权利要求5所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述增氧机与所述电动机之间设置有电动机专用断路器，用于对所述电动机进行电气保护。
7.根据权利要求1所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述控制器选用西门子S7-200系列CPU224XP AC/DC/RLY型PLC。
8.根据权利要求1所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述主控器还连接有触摸屏用于现场控制。
9.根据权利要求1所述的一种池塘养殖自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括远程终端，所述远程终端通过所述服务器与所述控制器连接，包括手机客户端和计算机客户端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170728 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |