CN108280517A - 一种远程的水产养殖水体质量监测系统 - Google Patents

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王向东
肖人苗
胡绍林
刘国文
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Abstract

本发明公开了一种远程的水产养殖水体质量监测系统，包括：采集装置，远程终端，所述远程终端设有：神经网络模块，显示模块，所述神经网络模块与所述采集装置通过互联网连接，所述采集装置用于采集养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数，所述神经网络模块用于以养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数作为学习数据，学习得到养殖水体质量类别评估结果，所述显示模块用于将所述评估结果显示出来。利用神经网络模块智能性，利用采集装置采集的参数中得到养殖水体质量类别评估结果，并通过显示模块将该评估结果显示出来，方便管理者及时准确的了解到当前养殖水体的质量情况。该系统可用于水产养殖作业中。

Description

一种远程的水产养殖水体质量监测系统
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，特别涉及一种远程的水产养殖水体质量监测系统。
背景技术
水产养殖自动化和智能化是水产养殖业规模化的发展方向之一，现有的水产养殖水质监测系统一般包括采集装置，远程终端，采集装置用于采集水质的参数，并把数据发送到远程终端，然后管理者通过远程终端对采集到的参数进行分析，从而得到水质情况，方便管理者管理。
但是，人有主观性，单纯依靠人力分析，很难准确及时的对水质变化做出判断，从而造成水产养殖上的损失。
发明内容
本发明解决的技术问题是：现有的水产养殖水质监测系统不容易准确判断养殖水体的质量情况。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种远程的水产养殖水体质量监测系统，包括：采集装置，远程终端，所述远程终端设有：神经网络模块，显示模块，所述神经网络模块与所述采集装置通过互联网连接，所述采集装置用于采集养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数，所述神经网络模块用于以养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数作为学习数据，学习得到养殖水体质量类别的评估结果，所述显示模块用于将所述评估结果显示出来。
进一步，所述采集装置包括：温度传感器，溶解氧传感器，PH值传感器，第一、第二、第三调理电路，单片机，无线模块，所述单片机与无线模块通过串口连接，所述温度传感器、溶解氧传感器、PH值传感器分别通过第一、第二、第三调理电路与单片机连接。
进一步，所述第一调理电路包括：整流桥，第一电阻，第二电阻，电容，运算放大器，所述整流桥的输入端与温度传感器的输出端连接，所述整流桥的第一输出端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与运算放大器的反相输入端、电容的一端连接，所述电容的另一端与运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的一端与运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端与整流桥的第二输出端分别对地连接，所述运算放大器的输出端与单片机的A/D接口连接。
进一步，所述无线模块为GPRS模块。
进一步，所述神经网络模块为BP神经网络模块。
本发明的有益效果是：本发明创造利用神经网络模块智能性，利用采集装置采集的参数中得到养殖水体质量类别评估结果，并通过显示模块将该评估结果显示出来，方便管理者及时准确的了解到当前养殖水体的质量情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明创造系统的系统结构示意图；
图2是采集装置的连接示意图；
图3是第一调理电路的电路连接示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图1、图2和图3，一种远程的水产养殖水体质量监测系统，包括：采集装置1，远程终端3，所述远程终端3设有：神经网络模块31，显示模块32，所述神经网络模块31与所述采集装置1通过互联网2连接，所述神经网络模块31与所述显示模块32连接，所述神经网络模块31用于以养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数作为学习数据，学习得到养殖水体质量类别的评估结果，所述显示模块32用于将所述评估结果显示出来。所述采集装置1包括：温度传感器11，溶解氧传感器12，PH值传感器13，第一、第二、第三调理电路111、121、131，单片机14，无线模块15，所述单片机14的串口端TXD、RXD分别与无线模块15连接，所述温度传感器11、溶解氧传感器12、PH值传感器13分别通过第一、第二、第三调理电路111、121、131与单片机14的A/D接口AD0、AD1、AD2连接。所述温度传感器11、溶解氧传感器12、PH值传感器13可采集养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数。其中，第一、第二、第三调理电路111、121、131的电路结构相同，这里就以第一调理电路111为例，详细介绍调理电路的电路结构，所述第一调理电路111包括：整流桥D，第一电阻R1，第二电阻R2，电容C，运算放大器AMP，所述整流桥D的输入端与温度传感器11的输出端连接，所述整流桥D的第一输出端与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与运算放大器AMP的反相输入端、电容C的一端连接，所述电容C的另一端与运算放大器AMP的输出端连接，所述第二电阻R2的一端与运算放大器AMP的同相输入端连接，所述第二电阻R2的另一端与整流桥D的第二输出端分别对地连接，所述运算放大器AMP的输出端与单片机14的A/D接口AD0连接。
在本系统工作前，需要对神经网络模块31进行训练，本实施例以大菱鲆的养殖水体质量为例，从行业专家经验数据可知大菱鲆的养殖水体质量分为三类，分别为I类：最适合大菱鲆养殖的水质；II类：较适合大菱鲆养殖的水质；III类：不适合大菱鲆养殖的水质；这三类所对应的温度，溶解氧，PH值参数数据分别为，如表1所示：
表1
指标 I类 II类 III类
温度(℃) 15-20 10-15或20-23 <10或>23
溶解氧(mg/L) >6 3-6 <3
PH值 7.6-8.2 6.8-7或8.2-8.8 <6.8或>8.8
大菱鲆的养殖水体质量类别与神经网络期望输出值对照表，如表2所示：
表2
养殖水体质量类别 神经网络期望输出
I类 0.2
II类 0.4
III类 0.6
以养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数作为训练样本，以表2中的神经网络期望输出的值作为期望值，训练得到可根据温度、溶解氧、PH值参数得到养殖水体质量类别评估结果的神经网络模块31，作为优化，所述神经网络模块31为BP神经网络模块。
本系统工作时，所述温度传感器11、溶解氧传感器12、PH值传感器13分别采集养殖水体的温度、溶解氧、PH值信号，并将该信号转换为一定规律的电压值分别传送到第一、第二、第三调理电路111、121、131中，所述第一、第二、第三调理电路111、121、131分别对电压值进行整流和积分得到适合单片机14的方波信号，方波信号分别传送到单片机14的A/D接口AD0、AD1、AD2中，所述单片机14通过A/D接口AD0、AD1、AD2进行模数转换得到温度、溶解氧、PH值的数字值，单片机14通过无线模块15将这些数字值上传到互联网2中。所述神经网络模块31从互联网2下载得到温度、溶解氧、PH值的数字值，并通过学习，得到养殖水体质量类别评估结果。所述显示模块32将所述养殖水体质量类别评估结果显示出来，以供管理者及时了解到养殖水体的质量情况，方便管理。
作为优化，所述无线模块15为GPRS模块。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种远程的水产养殖水体质量监测系统，包括：采集装置，远程终端，其特征在于：所述远程终端设有：神经网络模块，显示模块，所述神经网络模块与所述采集装置通过互联网连接，所述采集装置用于采集养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数，所述神经网络模块用于以养殖水体的温度、溶解氧、PH值参数作为学习数据，学习得到养殖水体质量类别评估结果，所述显示模块用于将所述评估结果显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种远程的水产养殖水体质量监测系统，其特征在于，所述采集装置包括：温度传感器，溶解氧传感器，PH值传感器，第一、第二、第三调理电路，单片机，无线模块，所述单片机与无线模块通过串口连接，所述温度传感器、溶解氧传感器、PH值传感器分别通过第一、第二、第三调理电路与单片机连接。
3.根据权利要求2所述的一种远程的水产养殖水体质量监测系统，其特征在于：所述第一调理电路包括：整流桥，第一电阻，第二电阻，电容，运算放大器，所述整流桥的输入端与温度传感器的输出端连接，所述整流桥的第一输出端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与运算放大器的反相输入端、电容的一端连接，所述电容的另一端与运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的一端与运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端与整流桥的第二输出端分别对地连接，所述运算放大器的输出端与单片机的A/D接口连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种远程的水产养殖水体质量监测系统，其特征在于：所述无线模块为GPRS模块。
5.根据权利要求4所述的一种远程的水产养殖水体质量监测系统，其特征在于，所述神经网络模块为BP神经网络模块。
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