CN107821284A - 一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统，该系统包括缸体、副柜、水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块、图像采集模块、中央控制器、无线通讯模块和图像识别模块；所述水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块均与中央控制器电连接，所述图像采集模块通过图像识别模块与中央控制器连接，所述中央控制器同时通过无线通讯模块与云数据库和外部智能终端连接，所述外部智能终端同时通过无线通讯模块与云数据库连接；所述缸体外部固定副柜。该系统能够对所需饲养的鱼类进行图像采集、图像识别，确认种类，自动形成相应鱼类最适合的饲养环境，同时可以对缸体内的环境以及鱼类活动情况进行监测，定时投料。
Description
技术领域
本发明涉及机电系统技术领域，尤其涉及一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统。
背景技术
目前缸体是家庭、办公室之中常见的装饰物品，其重要功能是提供鱼类生存必须的水条件，同时它可以起到装饰环境，调节心情的目的。在国内市场中虽然有多种缸体，但这些缸体大部分都只是提供单一功能和个别组合功能，比如供氧、换水、水温检测等功能，这些拥有单一或个别组合功能的缸体的设计不够人性化，随着社会的发展进步，消费者对鱼类的健康生长的需求的增加，这些缸体已经不能满足消费者的要求。
专利号为ZL201620203520.7的中国专利提供了一种远程控制的智能缸体，该缸体能够远程控制缸体内的温度、酸碱度、二氧化碳浓度、浑浊度、水位和亮度，能够定时投料，同时具有杀菌和防盗功能，但无法根据不同种类的鱼来调节饲养环境。
陈建树等人(陈建树,杨光军.适合不同鱼种生存环境的智能缸体的设计[J].福建电脑,2013(5):123-124.)提供了一种适合不同鱼种生存环境的多功能智能化缸体，该缸体可以智能完成对缸体的换水、控温、增氧，采用矩阵键盘检测方法可切换至不同鱼种的养殖环境，智能控制缸体保持在适宜鱼类生存的水体环境。但是无法自动识别鱼种，自动匹配的生存环境。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统，该系统能够通过智能终端及图像采集模块对所需饲养的鱼类进行图像采集，并通过图像识别模块进行图像识别，确认种类，根据自带的小数据库或云数据库中的数据，自动形成相应鱼类最适合的饲养环境。同时可以通过智能终端应用程序对缸体内的温度、pH值、氧含量以及鱼类活动情况进行监测，定时投料。缸体可自动维持在一较为稳定的环境中。
为实现上述目的。本发明采用如下技术方案：
一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统，其特征在于该系统包括缸体、副柜、水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块、图像采集模块、中央控制器、无线通讯模块和图像识别模块；所述水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块均与中央控制器电连接，所述图像采集模块通过图像识别模块与中央控制器连接，所述中央控制器同时通过无线通讯模块与云数据库和外部智能终端连接，所述外部智能终端同时通过无线通讯模块与云数据库连接；所述缸体外部固定副柜；
所述水质监测模块包括pH值传感器和综合水处理单元，综合水处理单元固定在副柜内，pH值传感器设置在缸体的内壁上，所述综合水处理单元包括进水管、过滤板、过滤水管、pH调节棒、出水管、静音水泵和支架外壳；所述过滤水管安装于支架外壳内，在过滤水管的两端均垂直安装有过滤板，所述进水管和出水管一端均与一个过滤板连接，另一端均与缸体连接；在出水管的管道上安装有静音水泵，所述过滤水管的内壁上安装有pH调节棒；上述过滤板和静音水泵均布置在支架外壳内；
所述鱼类维生模块包括自动投食器、自动增氧机和氧含量传感器，所述自动投食器安装于缸体的侧面；所述氧含量传感器安装于缸体的内壁上；所述自动增氧机安装在过滤水管的内壁上；
所述水温调节模块包括安装于缸体内壁的感温探头以及安装于缸体底部的加热管；
上述的感温探头、加热管、自动投食器、氧含量传感器、自动增氧机、pH调节棒、静音水泵均与中央控制器电连接；
所述图像采集模块安装在缸体的上部；
所述中央控制器中存储有鱼类宜居环境数据库，并烧制有监测处理程序；
所述监测处理程序的程序流程是：用户通过外部智能终端或图像采集模块手动介入，进行鱼类图像采集，然后图像识别模块对采集的鱼类图形进行识别，识别出当前鱼类图像的鱼种；中央控制器判断检测到的鱼种是否与鱼类宜居环境数据库中的现有数据是否匹配，如果相匹配，则中央控制器发送指令至各模块进行水环境指标检测，各模块采集缸体内各项水环境指标，然后判断当前的环境指标是否符合该鱼种的生存环境数据，如果符合，则程序结束；如果当前的环境指标不符合该鱼种的生存环境数据，则中央控制器会控制各个模块执行调节缸体内的水环境，然后再返回个模块采集缸体内各项水环境指标；
如果检测到的鱼种与鱼类宜居环境数据库中的现有数据不匹配，则访问云数据库，查询并获得当前鱼种的生存环境数据，然后返回中央控制器发送指令指各模块进行水环境指标检测。
本发明的有益效果是：
(1)本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统，利用缸体内设置的多种传感器获取缸体的水温、氧含量、pH值以及鱼的活动状态图像数据结合水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块、图像采集模块，实时监测及调整，减少了人工参与处理饲养过程的工作量，为鱼类提供合适的生长环境，提高现有鱼类养殖系统的智能化和人性化，解决了现在人们工作繁忙无暇顾及自己饲养的鱼类的问题。
(2)本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统，通过智能终端或是系统自带的图像采集模块，获取所饲养的鱼类图像，并识别种类，根据云数据库中的数据，本发明可自动生成不同鱼种的最佳生存环境，解决了人们由于养鱼知识缺乏而不能给鱼类提供合适的生存环境问题。本发明系统能为鱼类提供合适的生长环境，实用性强，更加智能化，极大地减轻了工作繁忙的人们的养鱼负担。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统一种实施例的结构框图；
图2为本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统一种实施例的整体结构示意图；
图3为本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统的综合水处理单元的结构示意图；
图4为本发明的中央控制器的监测处理程序的程序流程图；
图中：1、缸体；2、副柜；3水质监测模块；4鱼类维生模块；5水温调节模块；6显示模块；7图像采集模块；8中央控制器；9无线通讯模块；10图像识别模块；11、智能终端；12、云数据库；41、自动投食器；42、氧含量传感器；43、自动增氧机；51、感温探头；52、加热管；31、综合水处理单元；32、pH值传感器；311、进水管；312、过滤板；313、过滤水管；314、pH调节棒；315、出水管；316、静音水泵；317、支架外壳。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此限制本申请权利要求的保护范围。
本发明基于云数据库的智能鱼类饲养系统(简称饲养系统或系统，参见图1-3)包括缸体1、副柜2、水质监测模块3、鱼类维生模块4、水温调节模块5、显示模块6、图像采集模块7、中央控制器8、无线通讯模块9和图像识别模块10；所述水质监测模块3、鱼类维生模块4、水温调节模块5、显示模块6均与中央控制器8电连接，所述图像采集模块7通过图像识别模块10与中央控制器8连接，所述中央控制器8同时通过无线通讯模块9与云数据库12和外部智能终端11连接，所述外部智能终端11同时通过无线通讯模块9与云数据库12连接；所述缸体1外部固定副柜2；
所述水质监测模块3包括pH值传感器32和综合水处理单元31，综合水处理单元固定在副柜2内，pH值传感器设置在缸体1的内壁上，所述综合水处理单元包括进水管311、过滤板312、过滤水管313、pH调节棒314、出水管315、静音水泵316和支架外壳317；所述过滤水管313安装于支架外壳38内，在过滤水管313的两端均垂直安装有过滤板312，所述进水管311和出水管315一端均与一个过滤板312连接，另一端均与缸体1连接；在出水管315的管道上安装有静音水泵316，所述过滤水管313的内壁上安装有pH调节棒314；上述过滤板312和静音水泵316均布置在支架外壳317内；
所述鱼类维生模块4包括自动投食器41、自动增氧机43和氧含量传感器42，所述自动投食器安装于缸体1的侧面；所述氧含量传感器安装于缸体1的内壁上；所述自动增氧机43安装在过滤水管313的内壁上；
所述水温调节模块5包括安装于缸体内壁的感温探头51以及安装于缸体底部的加热管52；
上述的感温探头51、加热管52、自动投食器41、氧含量传感器42、自动增氧机43、pH调节棒314、静音水泵316均与中央控制器电连接；
所述图像采集模块7安装在缸体1的上部，用来对缸体内的鱼进行拍摄，得到图像信息；图像识别模块10用来对采集的图像信息进行处理，识别鱼的种类；所述显示模块6可以安装在缸体上，用来显示当前缸体内温度、氧含量、pH值等基本信息，当系统出现错误或问题时，提供警告作用；所述警告包括提醒感温探头、图像采集模块、静音水泵等设备是否正常工作；
所述中央控制器中存储有鱼类宜居环境数据库，并烧制有监测处理程序；
所述监测处理程序的程序流程(参见图4)是：用户通过外部智能终端或图像采集模块手动介入，进行鱼类图像采集，然后图像识别模块对采集的鱼类图形进行识别，识别出当前鱼类图像的鱼种；中央控制器判断检测到的鱼种是否与鱼类宜居环境数据库中的现有数据是否匹配，如果相匹配，则中央控制器发送指令至各模块进行水环境指标检测(水环境指标检测包括温度、氧含量、pH值的检测)，各模块(指水质监测模块3、鱼类维生模块4、水温调节模块5)采集缸体(或鱼缸)内各项水环境指标，然后判断当前的环境指标是否符合该鱼种的生存环境数据，如果符合，则程序结束；如果当前的环境指标不符合该鱼种的生存环境数据，则中央控制器会控制各个模块执行调节缸体内的水环境(氧含量、pH值等)，然后再返回个模块采集缸体内各项水环境指标；
如果检测到的鱼种与鱼类宜居环境数据库中的现有数据不匹配，则访问云数据库，查询并获得当前鱼种的生存环境数据，然后返回中央控制器发送指令指各模块进行水环境指标检测。
本发明的进一步特征在于所述显示模块6为LED显示屏或任意种类显示屏，所述图像采集模块7为摄像头，所述无线通讯模块为无线网络或蓝牙。中央控制器的型号为H27UCG8T2ATR-BC；图像识别传感器模块的型号为CMUCAM3。
本发明中所述智能终端为智能手机、平板电脑、个人PC机，智能终端可以自行进行图像采集，中央控制器与智能终端进行近距离的数据传输，把缸体内的水环境信息发送到智能终端；所述智能终端上会加载终端应用程序，该应用程序能够将鱼类图像上传，并能实时显示缸体内的水环境信息。智能终端可以直接通过无线通讯模块获得中央控制器传来的缸体信息，也可以通过无线通讯模块访问云数据库，从云数据库间接获得缸体内的信息。
本发明中所述鱼类宜居环境数据库是指几种常见鱼类的生存条件的宜居水环境数据，例如：鲤鱼在鱼类宜居环境数据库中的数据包括鲤鱼的外形特征、最适生存的pH值、水溶氧量、投食量、温度等信息；常见鱼类指金鱼、刀鱼、鲶鱼、海水鱼、鲽鱼。所述云数据库是指包含所有鱼类生存条件的大数据。
本发明的工作原理是：
通过手机或其他智能终端上的应用程序及系统自带的图像采集模块，对所饲养的鱼类进行拍摄，图像识别，确认种类，并和鱼类宜居环境数据库进行比对，若鱼类宜居环境数据库中没有该鱼种，则访问云数据库，获取相应鱼种的最佳饲养环境。中央控制器采集缸体内鱼类生存环境信息，并在缸体中形成相应的饲养环境。在缸体内部设置的感温探头、氧含量传感器、pH值传感器，图像采集模块，实时将缸体的水温、氧含量、pH值以及鱼的活动状态图像数据传送给中央控制器，中央控制器经过处理后，形成缸体的数据分析报告和图像等信息，该信息通过蓝牙或WiFi网络传送至智能终端，使人们通过智能终端的应用程序就能及时了解缸体的状况、观察鱼的活动状态，切实保障了缸体内的生存环境处于该鱼种正常的状态。
实施例1
本实施例基于云数据库的智能鱼类饲养系统包括缸体1、副柜2、水质监测模块3、鱼类维生模块4、水温调节模块5、显示模块6、图像采集模块7、中央控制器8、无线通讯模块9和图像识别模块10；所述水质监测模块3、鱼类维生模块4、水温调节模块5、显示模块6均与中央控制器8电连接，所述图像采集模块7通过图像识别模块10与中央控制器8连接，所述中央控制器8同时通过无线通讯模块9与云数据库12和外部智能终端11连接，所述外部智能终端11同时通过无线通讯模块9与云数据库12连接；所述缸体1外部固定副柜2；
所述水质监测模块3包括pH值传感器32和综合水处理单元31，综合水处理单元固定在副柜2内，pH值传感器设置在缸体1的内壁上，所述综合水处理单元包括进水管311、过滤板312、过滤水管313、pH调节棒314、出水管315、静音水泵316和支架外壳317；所述过滤水管313安装于支架外壳38内，在过滤水管313的两端均垂直安装有过滤板312，所述进水管311和出水管315一端均与一个过滤板312连接，另一端均与缸体1连接；在出水管315的管道上安装有静音水泵316，所述过滤水管313的内壁上安装有pH调节棒314；上述过滤板312和静音水泵316均布置在支架外壳317内；综合水处理单元31可以实现水过滤和pH调节等步骤。
所述显示模块6安装在缸体1的侧面，显示模块可以显示鱼缸中的水环境信息，包括氧含量、pH值、温度等信息；图像采集模块7、自动投食器41、氧含量传感器42均设置在缸体内；副柜2内还放置其他辅助设备；
所述鱼类维生模块4包括自动投食器41、自动增氧机43和氧含量传感器42，所述自动投食器安装于缸体1的侧面；所述氧含量传感器安装于缸体1的内壁上；所述自动增氧机43安装在过滤水管313的内壁上；可以通过智能终端远程控制自动投食器41、自动增氧机43和氧含量传感器42，进而始终保证缸体内的鱼生活在合适的条件下。
所述水温调节模块5包括安装于缸体内壁的感温探头51以及安装于缸体底部的加热管52；通过感温探头检测水的温度，与相应数据库中合理温度进行对比，通过加热管调整温度，实现水温的闭环调节。
上述的感温探头51、加热管52、自动投食器41、氧含量传感器42、自动增氧机43、pH调节棒314、静音水泵316均与中央控制器电连接；
所述中央控制器中存储有鱼类宜居环境数据库，并烧制有监测处理程序。
本实施例中显示模块为LED显示屏，图像采集模块7为摄像头，中央控制器的型号为H27UCG8T2ATR-BC；图像识别传感器模块的型号为CMUCAM3。
智能终端含有终端应用程序，智能终端采集鱼类图像，图像识别模块对所需饲养的鱼类进行图像识别，确认种类，根据鱼类宜居环境数据库或云数据库中数据，自动形成及维护饲养环境。同时可以通过各模块对缸体内水环境的温度、pH值、含氧量以及鱼类活动情况进行实时监测，定时投料，按需要调整水环境，使水环境自动维持在较为稳定的条件下。在缸体内部设置的感温探头51、氧含量传感器42、PH值传感器32，各模块实时将鱼缸的水温、氧含量、PH值以及鱼的活动状态图像数据传送给中央处理器，中央处理器经过处理后，形成鱼缸的数据分析报告和图像等信息，通过云数据库对所饲养鱼类的情况进行比对判断，及时调整水环境以实现鱼类饲养状态的监测与调整，信息还通过蓝牙或WiFi网络传送至智能终端，使人们在智能终端就能及时了解鱼缸的状况、观察鱼的活动状态，切实保障了鱼缸内的生存环境处于该鱼种正常的状态。
PH值通过PH传感器32和PH调节棒314调节；氧含量通过氧含量传感器42、自动增氧机43调节。自动投食器43根据相应数据库中数据投放合适鱼食。通过多种传感器的协同控制，使缸体内生成合适鱼类生存的稳定环境。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (4)
1.一种基于云数据库的智能鱼类饲养系统，其特征在于该系统包括缸体、副柜、水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块、图像采集模块、中央控制器、无线通讯模块和图像识别模块；所述水质监测模块、鱼类维生模块、水温调节模块、显示模块均与中央控制器电连接，所述图像采集模块通过图像识别模块与中央控制器连接，所述中央控制器同时通过无线通讯模块与云数据库和外部智能终端连接，所述外部智能终端同时通过无线通讯模块与云数据库连接；所述缸体外部固定副柜；
所述水质监测模块包括pH值传感器和综合水处理单元，综合水处理单元固定在副柜内，pH值传感器设置在缸体的内壁上，所述综合水处理单元包括进水管、过滤板、过滤水管、pH调节棒、出水管、静音水泵和支架外壳；所述过滤水管安装于支架外壳内，在过滤水管的两端均垂直安装有过滤板，所述进水管和出水管一端均与一个过滤板连接，另一端均与缸体连接；在出水管的管道上安装有静音水泵，所述过滤水管的内壁上安装有pH调节棒；上述过滤板和静音水泵均布置在支架外壳内；
所述鱼类维生模块包括自动投食器、自动增氧机和氧含量传感器，所述自动投食器安装于缸体的侧面；所述氧含量传感器安装于缸体的内壁上；所述自动增氧机安装在过滤水管的内壁上；
所述水温调节模块包括安装于缸体内壁的感温探头以及安装于缸体底部的加热管；
上述的感温探头、加热管、自动投食器、氧含量传感器、自动增氧机、pH调节棒、静音水泵均与中央控制器电连接；
所述图像采集模块安装在缸体的上部；
所述中央控制器中存储有鱼类宜居环境数据库，并烧制有监测处理程序；
所述监测处理程序的程序流程是：用户通过外部智能终端或图像采集模块手动介入，进行鱼类图像采集，然后图像识别模块对采集的鱼类图形进行识别，识别出当前鱼类图像的鱼种；中央控制器判断检测到的鱼种是否与鱼类宜居环境数据库中的现有数据是否匹配，如果相匹配，则中央控制器发送指令至各模块进行水环境指标检测，各模块采集缸体内各项水环境指标，然后判断当前的环境指标是否符合该鱼种的生存环境数据，如果符合，则程序结束；如果当前的环境指标不符合该鱼种的生存环境数据，则中央控制器会控制各个模块执行调节缸体内的水环境，然后再返回个模块采集缸体内各项水环境指标；
如果检测到的鱼种与鱼类宜居环境数据库中的现有数据不匹配，则访问云数据库，查询并获得当前鱼种的生存环境数据，然后返回中央控制器发送指令指各模块进行水环境指标检测。
2.根据权利要求1所述的基于云数据库的智能鱼类饲养系统，其特征在于所述显示模块为LED显示屏，所述图像采集模块为摄像头，所述无线通讯模块为无线网络或蓝牙。
3.根据权利要求1所述的基于云数据库的智能鱼类饲养系统，其特征在于所述中央控制器的型号为H27UCG8T2ATR-BC；图像识别传感器模块的型号为CMUCAM3。
4.根据权利要求1所述的基于云数据库的智能鱼类饲养系统，其特征在于所述智能终端为智能手机、平板电脑或个人PC机。
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