CN108332792A - 陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，本发明实现了对陆基工厂化循环水产养殖设备的运行状态的实时监控，直观地通过各设备参数的阈值设定来判断设备工作状态是否异常，而且将故障树诊断方法应用于系统的设备故障诊断，可以在设备出现故障后能够及时、准确的诊断出故障原因，并且控制设备的工作状态，同时应用报警系统提示工作人员设备的故障类型，以便工作人员及时做出应对方案，能有效减少设备故障的发生，保证循环水养殖设备的正常工作及生产安全，且有效提高陆基工厂化循环水养殖的效率。

Description

陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统

技术领域

本发明涉及陆基工厂化循环水产养殖的技术领域，更具体地，涉及陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统。

背景技术

陆基工厂化循环水产养殖是一种水体循环的集约化的养殖模式，通常有几个甚至几十个不同的养殖水域控制在一个范围内，是在室内养殖池中，采用先进的机械和电子设备来控制养殖水体的循环及温度、溶解氧、pH值等水质参数，进行高密度、高产量的养殖方式，是在小水体中进行的高密度、高投入、高产出的高级养殖模式。陆基工厂化循环水水产养殖集现代工业工程技术、水处理技术、生物技术于一体，是今后水产养殖业发展的方向。而随着计算机、微电子、传感器以及智能机电系统等技术的迅速发展，陆基工厂化循环水产养殖的自动化、智能化程度在不断的提高，控制设备的数量也不断增多，虽然工作效率得到了很大的提升，但与此同时其复杂程度和故障率也越来越高，因此出现了设备故障频发以及设备运行状态难以监测等问题。

设备运行状态监控和故障诊断一直是国内外的研究热点，由于我国的陆基工厂化水产养殖过程中关于设备状态监控和故障诊断技术的研究起步较晚，并且技术还不够成熟，而应用在故障诊断技术上的算法及模型的研究上起步更晚，把诊断模型和算法应用于陆基工厂化循环水产养殖设备的故障诊断及报警的研究目前也较少。

所以，为了更加快速、准确的确定设备故障原因，迫切的需要将诊断模型与陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统相结合，以便快速的定位故障位置和原因，从而使系统做出快速反应，避免造成重大的生产事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，包括：

一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：参数测量模块、上位机、下位机和数据分析模块；

参数测量模块包括传感器子模块、信号采集处理子模块、信息传输子模块；

传感器子模块用于实时获取如下运行数据中的一种或多种：电机的电流、电压和温度参数，以及各水质传感器所测的养殖池中的水质参数，其中水质参数主要包括溶解氧、pH值、电导率、温度和浊度中的至少一种；

信号采集处理子模块对传感器子模块获取到的运行数据经过降噪和放大处理后，传送给信息传输子模块；

所述信息传输子模块用于将信号采集处理子模块处理后的运行数据通过下位机传送给上位机；

数据分析模块包括：数据管理子模块、事件管理及报警子模块和设备控制及管理子模块；

数据管理子模块通过上位机接收到运行数据，对运行数据进行整理，以便分析养殖设备的运行状态；

事件管理及报警子模块通过预设的各设备运行数据阈值与故障树诊断模型对各设备运行的状态是否存在异常作出判断，并发出相应的相应的报警信号；基于报警信号产生相应的指令，并通过上位机将指令发送给设备控制子模块；

设备控制子模块对事件管理及报警模子模块发送的指令来控制设备是否发生动作，以及对动作进行记录及整理。

进一步，传感器子模块包括以下一种或者多种：电流传感器、电压传感器、温度传感器及水质传感器；其中，水质传感器又包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、电导率传感器和浊度传感器中的一种或者多种；

相应的，通过信号采集处理子模块采集电机的电流参数、电压参数、温度参数及水质参数中的至少一种，其中各传感器子模块与信号采集处理子模块采用RS485串口通信连接。

进一步，所述信号采集处理子模块进一步用于采集传感器子模块获取到的运行数据，并将运行数据进行降噪、放大及A/D转换器转换成数字信号后，再经过信号传输子模块传送至下位机。

进一步，信号传输子模块接收所述信号采集处理子模块采集并处理后的运行数据，并将运行数据传送至下位机，所述信号传输子模块兼容CAN总线、2G/3G/4G、NB-IoT和WIFI无线通信。

进一步，下位机进一步用于接收信号传输子模块传送过来的处理后的设备工作信号，对运行数据进行处理后，将处理后的运行数据通过Modbus协议传送至上位机，供上位机进行运行数据的分析处理，其中下位机与所述信号传输子模块通过Modbus总线方式连接。

进一步，下位机进一步用于接收信号传输子模块传送过来的处理后的设备工作信号，对运行数据进行处理后，将处理后的运行数据通过Modbus协议传送至上位机，供上位机进行运行数据的分析处理，其中下位机与所述信号传输子模块通过Modbus总线方式连接。

进一步，事件管理及报警子模块进一步用于：通过判断所接收的数据是否超出阈值，如果超出则报警；或者通过应用故障树诊断模型对设备工作状态进行诊断，如果异常则报警；并发出相应的报警信号。

进一步，所述故障树诊断模型包括：电机故障树和传感器故障树，通过以下步骤建立：

分别确定电机与传感器设备最不希望发生的事件，即顶事件电机故障与传感器故障；

分别确定直接引起顶事件发生的必要充分原因，将顶事件作为输出事件，将所有必要充分原因作为输入事件，必要充分原因通过所述信号采集处理子模块采集并处理后的设备的数据作为输入，并根据输入事件间的逻辑关系利用相应逻辑门连接；其中，引起电机故障的必要充分原因包括电气故障、机械故障和温度过高；引起传感器故障的必要充分原因包括传感器探头损坏、传感器沉入养殖池底部、其他传感器故障或基本症状的污染传感器探头；

分析每一个输入事件，如果任一输入事件还能进一步分解，则将所述任一输入事件作为下一级的输出事件，上述电气故障是由线路故障或电力故障推测出来，电力故障是由电力网停电或电源电力故障推测出来，其中电力网停电的必要充分原因有设备离线和网络信号过低，电源电力故障的必要充分原因有电源供电电压过低和电压持续下降；上述机械故障能够从基本的症状：轴承故障、转子故障、定子故障、转动部分失衡或转子与定子摩擦推测出来，其中，轴承故障的必要充分原因有轴承松动、轴承弯曲、轴承失效或轴承间隙过大；上述损坏的传感器探头能够从基本的症状水质参数过高和传感器周围无水生植物生长推测出；传感器下沉到养殖池底部能够从基本症状水质参数线性变化或水质参数偏低推测出；其他传感器故障症状能够从基本症状参数变化率异常、水质参数低于阈值、高于阈值或温度过高推断出；直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止，即建成获得故障树诊断模型，即电机故障树和传感器故障树。

进一步，所述设备控制及管理子模块接收事件管理及报警模子模块通过上位机发送来的指令，基于指令对相应的设备进行控制，同时记录设备的动作时间，并进行管理归类。

进一步，所述设备工作状态包括电机的工作状态和水质传感器的工作状态；

其中电机的工作状态包括：离线、正常、故障；

离线状态下，电机温度与环境温度相同，电流和电压为0；

正常状态下，电机温度在预设的温度范围之内，电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值；

故障状态下，包括短路、过载和断相；其中，短路为电机发生短路，电机温度上升速度超过预设阈值，故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0；

过载：电机温度升高，电流超过额定电流，电压随之下降；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

离线：水质传感器不显示所测水质参数；

正常：水质传感器显示所测得的预设正常范围内的水质参数；

数据异常：水质传感器所测得的水质数据不在相应时段的预设范围内。

进一步，所述事件管理及报警子模块进一步用于：

电机温度与环境温度相同且电机电流和电压为0时，判断电机的工作状态为离线，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度在预设的温度范围之内，且电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值时，判断电机的工作状态为正常；

电机温度上升速度超过预设阈值，且故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0，判断电机的工作状态为短路，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度升高，电流超过额定电流，且电压随之下降时，判断电机的工作状态为过载，此时电机数据异常，进行相应的声光报警；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍，此时会显示电机数据异常，进行相应的声光报警；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

当水质传感器不显示所测水质参数时，判断水质传感器的工作状态为离线，此时水质传感器设备异常，进行相应的声光报警；

当水质传感器显示所测得的水质数据在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为正常；

当水质传感器显示所测得的水质数据不在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为数据异常，进行相应的声光报警。

本发明上述实施例提供一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，本发明实现了对陆基工厂化循环水产养殖设备的运行状态的实时监控，直观地通过各设备参数的阈值设定来判断设备工作状态是否异常，而且将故障树诊断方法应用于系统的设备故障诊断，可以在设备出现故障后能够及时、准确的诊断出故障原因，并且控制设备的工作状态，同时应用报警系统提示工作人员设备的故障类型，以便工作人员及时做出应对方案，能有效减少设备故障的发生，保证循环水养殖设备的正常工作及生产安全，且有效提高陆基工厂化循环水养殖的效率。

附图说明

图1为本发明实施例的一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统的整体框架示意图；

图2为本发明实施例的一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统中的电机故障树模型的示意图；

图3为本发明实施例的一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统中的传感器故障树模型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种畜禽养殖环境参数模糊优化控制方法，该方法是基于模糊器控制的环境参数调节优化方法。

陆基工厂化循环水产养殖是采用先进的机械和电子设备来控制养殖水体的循环及温度、溶解氧、pH值等水质参数，进行高密度、高产量的养殖方式。随着计算机、微电子、传感器以及智能机电系统等技术的迅速发展，陆基工厂化循环水产养殖的自动化、智能化程度在不断的提高，控制设备的数量也不断增多，虽然工作效率得到了很大的提升，但与此同时其复杂程度和故障率也越来越高，因此出现了设备故障频发以及设备运行状态难以监测等问题。由于我国的陆基工厂化循环水产养殖过程中关于设备状态监控和故障诊断技术的研究起步较晚，并且技术还不够成熟，而应用在故障诊断技术上的算法及模型的研究上起步更晚，把诊断模型和算法应用于陆基工厂化水产养殖设备的故障诊断及报警的研究目前很少。所以，为了更加快速、准确的确定设备故障原因，迫切的需要将诊断模型与陆基工厂化水产养殖设备运行状态监测系统相结合，以便快速的定位故障位置和原因，从而使系统做出快速反应，避免造成重大的生产事故。

如图1所示出本发明实施例一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：参数测量模块A1、上位机A2、下位机A3和数据分析模块A4；

参数测量模块A1包括传感器子模块、信号采集处理子模块、信息传输子模块；

传感器子模块用于实时获取如下运行数据中的一种或多种：电机的电流、电压和温度参数，以及各水质传感器所测的养殖池中的水质参数，其中水质参数主要包括溶解氧、pH值、电导率、温度和浊度中的至少一种；其中，采集的时间间隔根据实际模型及数值稳定程度确定。

信号采集处理子模块对传感器子模块获取到的运行数据经过降噪和放大处理后，传送给信息传输子模块；

所述信息传输子模块用于将信号采集处理子模块处理后的运行数据通过下位机A2传送给上位机A3；

数据分析模块A4包括：数据管理子模块、事件管理及报警子模块和设备控制及管理子模块；

数据管理子模块通过上位机A3接收到运行数据，对运行数据进行整理，以便分析养殖设备的运行状态；

事件管理及报警子模块通过预设的各设备运行数据阈值与故障树诊断模型对各设备运行的状态是否存在异常作出判断，并发出相应的相应的报警信号；基于报警信号产生相应的指令，并通过上位机将指令发送给设备控制子模块；

设备控制子模块对事件管理及报警模子模块发送的指令来控制设备是否发生动作，以及对动作进行记录及整理。

具体地，事件管理及报警子模块包含多个声光报警器，不仅在养殖车间有，管控中心也包含报警器；其中，每个所述报警器，对应一种异常情况，以实现对传送来的异常进行分类报警；所述音箱用于提示出现的异常情况，直至所述上位机或远程终端通过所述设备控制及管理子模块控制所述声光报警器停止提示。进一步，进行声光报警的同时，还会通过2G/3G/4G、NB-IoT和WIFI无线通信通知工作人员故障类型；

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，传感器子模块包括以下一种或者多种：电流传感器、电压传感器、温度传感器及水质传感器；其中，水质传感器又包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、电导率传感器和浊度传感器中的一种或者多种；相应的，通过信号采集处理子模块采集电机的电流参数、电压参数、温度参数及水质参数中的至少一种，其中各传感器子模块与信号采集处理子模块采用RS485串口通信连接。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，所述信号采集处理子模块进一步用于采集传感器子模块获取到的运行数据，并将运行数据进行降噪、放大及A/D转换器转换成数字信号后，再经过信号传输子模块传送至下位机。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，信号传输子模块接收所述信号采集处理子模块采集并处理后的运行数据，并将运行数据传送至下位机，所述信号传输子模块兼容CAN总线、2G/3G/4G、NB-IoT和WIFI无线通信。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，下位机进一步用于接收信号传输子模块传送过来的处理后的设备工作信号，对运行数据进行处理后，将处理后的运行数据通过Modbus协议传送至上位机，供上位机进行运行数据的分析处理，其中下位机与所述信号传输子模块通过Modbus总线方式连接。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，事件管理及报警子模块进一步用于：通过判断所接收的数据是否超出阈值，如果超出则报警；或者通过应用故障树诊断模型对设备工作状态进行诊断，如果异常则报警，并发出相应的报警信号。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，所述故障树诊断模型包括：电机故障树和传感器故障树，通过以下步骤建立：

分别确定电机与传感器设备最不希望发生的事件，即顶事件电机故障与传感器故障；

分别确定直接引起顶事件发生的必要充分原因，将顶事件作为输出事件，将所有必要充分原因作为输入事件，必要充分原因通过所述信号采集处理子模块采集并处理后的设备的数据作为输入，并根据输入事件间的逻辑关系利用相应逻辑门连接；其中，引起电机故障的必要充分原因包括电气故障、机械故障和温度过高；引起传感器故障的必要充分原因包括传感器探头损坏、传感器沉入养殖池底部、其他传感器故障或基本症状的污染传感器探头；

分析每一个输入事件，如果任一输入事件还能进一步分解，则将所述任一输入事件作为下一级的输出事件，上述电气故障是由线路故障或电力故障推测出来，电力故障是由电力网停电或电源电力故障推测出来，其中电力网停电的必要充分原因有设备离线和网络信号过低，电源电力故障的必要充分原因有电源供电电压过低和电压持续下降；上述机械故障能够从基本的症状：轴承故障、转子故障、定子故障、转动部分失衡或转子与定子摩擦推测出来，其中，轴承故障的必要充分原因有轴承松动、轴承弯曲、轴承失效或轴承间隙过大；上述损坏的传感器探头能够从基本的症状水质参数过高和传感器周围无水生植物生长推测出；传感器下沉到养殖池底部能够从基本症状水质参数线性变化或水质参数偏低推测出；其他传感器故障症状能够从基本症状参数变化率异常、水质参数低于阈值、高于阈值或温度过高推断出；直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止，即建成获得故障树诊断模型，即电机故障树和传感器故障树。

具体地，本发明实施例中，故障树显示使用事件符号和逻辑符号的物理系统的逻辑结构，与门定义了如果所有输入事件都存在于同一时间内，输出事件将存在的情况。在需要一个或多个输入事件来产生输出事件的情况下，或门提供逻辑运算。图2是电机故障树模型，图3是传感器故障树模型；建立故障树诊断模型的步骤，如下所述。

S1：选择和确定系统最不希望发生的事件，即顶事件，图2电机故障树模型的顶事件为电机故障，图3传感器故障树模型的顶事件为传感器故障；

S2：寻找引起顶事件发生的直接的必要充分原因，将顶事件作为输出事件，将所有必要充分原因作为输入事件，并根据这些事件实际的逻辑关系用适当的逻辑门相联系；

S3：分析每一个与顶事件直接相联系的输入事件。如果该事件还能进一步分解，则将其作为下一级的输出事件，重复S2；

S4：重复上述步骤，逐级向下分解，直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止，即建成了一棵故障树，所建电机故障树模型如图2所示，传感器故障树模型如图3所示。

定性知识库中的规则是从故障树中提取的。规则表示为：

IF P,THEN Q。

其中P是通过“AND”和“OR”连接的一组先决条件，p_i∈P。Q是一系列的结果，qi∈Q。当规则满足先决条件时，结果将启动。

如果逻辑门为“AND”，则规则表示为：

IF p₁ AND p₂,THEN q₁。

如果逻辑门为“OR”，则规则表示为：

IF p₁ THEN q₁,IF p₂ THEN q₁。

图2表示电机故障树模型。顶事件电机故障是由电气故障，机械故障和温度过高引起的。

1.电气故障能够从基本的症状线路故障或电力故障推测出来。

(1)电力故障可以由电力网停电或电源电力故障推测出来；

a.电力网停电可以由必要充分原因设备离线和网络信号过低推测出来。

b.电源电力故障可以由必要充分原因电源供电电压过低和电压持续下降推测出来。

2.机械故障能够从基本的症状轴承故障，转子故障，定子故障，转动部分失衡或转子与定子摩擦推测出来；

(1)轴承故障可以由必要充分原因轴承松动，轴承弯曲，轴承失效或轴承间隙过大推测出来。

图3表示传感器故障树模型。顶事件传感器故障是由传感器探头损坏，传感器沉入养殖池底部，其他传感器故障或基本症状的污染传感器探头引起的。

(1)损坏的传感器探头能够从基本的症状水质参数过高和传感器周围无水生植物生长推测出。

(2)传感器下沉到养殖池底部能够从基本症状水质参数线性变化或水质参数偏低推测出。

(3)其他传感器故障症状能够从基本症状参数变化率异常、水质参数低于阈值、高于阈值或温度过高推断出。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，所述设备控制及管理子模块接收事件管理及报警模子模块通过上位机发送来的指令，基于指令对相应的设备进行控制，同时记录设备的动作时间，并进行管理归类。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，所述设备工作状态包括电机的工作状态和水质传感器的工作状态；

其中电机的工作状态包括：离线、正常、故障；

离线状态下，电机温度与环境温度相同，电流和电压为0；

正常状态下，电机温度在预设的温度范围之内，电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值；

故障状态下，包括短路、过载和断相；其中，短路为电机发生短路，电机温度上升速度超过预设阈值，故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0；

过载：电机温度升高，电流超过额定电流，电压随之下降；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

离线：水质传感器不显示所测水质参数；

正常：水质传感器显示所测得的预设正常范围内的水质参数；

数据异常：水质传感器所测得的水质数据不在相应时段的预设范围内。

在本发明上述具体实施例的基础上，提供一种陆基工厂化循环水产养殖设备运行状态监测系统，所述事件管理及报警子模块进一步用于：

电机温度与环境温度相同且电机电流和电压为0时，判断电机的工作状态为离线，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度在预设的温度范围之内，且电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值时，判断电机的工作状态为正常；

电机温度上升速度超过预设阈值，且故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0，判断电机的工作状态为短路，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度升高，电流超过额定电流，且电压随之下降时，判断电机的工作状态为过载，此时电机数据异常，进行相应的声光报警；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍，此时会显示电机数据异常，进行相应的声光报警；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

当水质传感器不显示所测水质参数时，判断水质传感器的工作状态为离线，此时水质传感器设备异常，进行相应的声光报警；

当水质传感器显示所测得的水质数据在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为正常；

当水质传感器显示所测得的水质数据不在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为数据异常，进行相应的声光报警。

以上所描述的信息交互设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明实施例的保护范围。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陆基工厂化循环水养殖设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：参数测量模块、上位机、下位机和数据分析模块；

参数测量模块包括传感器子模块、信号采集处理子模块、信息传输子模块；

传感器子模块用于实时获取如下运行数据中的一种或多种：电机的电流、电压和温度参数，以及各水质传感器所测的养殖池中的水质参数，其中水质参数主要包括溶解氧、pH值、电导率、温度和浊度中的至少一种；

信号采集处理子模块对传感器子模块获取到的运行数据经过降噪和放大处理后，传送给信息传输子模块；

所述信息传输子模块用于将信号采集处理子模块处理后的运行数据通过下位机传送给上位机；

数据分析模块包括：数据管理子模块、事件管理及报警子模块和设备控制及管理子模块；

数据管理子模块通过上位机接收到运行数据，对运行数据进行整理，以便分析养殖设备的运行状态；

事件管理及报警子模块通过预设的各设备运行数据阈值与故障树诊断模型对各设备运行的状态是否存在异常作出判断，并发出相应的相应的报警信号；基于报警信号产生相应的指令，并通过上位机将指令发送给设备控制子模块；

设备控制子模块对事件管理及报警模子模块发送的指令来控制设备是否发生动作，以及对动作进行记录及整理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，传感器子模块包括以下一种或者多种：电流传感器、电压传感器、温度传感器及水质传感器；其中，水质传感器又包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、电导率传感器和浊度传感器中的一种或者多种；

相应的，通过信号采集处理子模块采集电机的电流参数、电压参数、温度参数及水质参数中的至少一种，其中各传感器子模块与信号采集处理子模块采用RS485串口通信连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号采集处理子模块进一步用于采集传感器子模块获取到的运行数据，并将运行数据进行降噪、放大及A/D转换器转换成数字信号后，再经过信号传输子模块传送至下位机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，信号传输子模块接收所述信号采集处理子模块采集并处理后的运行数据，并将运行数据传送至下位机，所述信号传输子模块兼容CAN总线、2G/3G/4G、NB-IoT和WIFI无线通信。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，下位机进一步用于接收信号传输子模块传送过来的处理后的设备工作信号，对运行数据进行处理后，将处理后的运行数据通过Modbus协议传送至上位机，供上位机进行运行数据的分析处理，其中下位机与所述信号传输子模块通过Modbus总线方式连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，事件管理及报警子模块进一步用于：通过判断所接收的数据是否超出阈值，如果超出则报警；或者通过应用故障树诊断模型对设备工作状态进行诊断，如果异常则报警；并发出相应的报警信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述故障树诊断模型包括：电机故障树和传感器故障树，通过以下步骤建立：

分别确定电机与传感器设备最不希望发生的事件，即顶事件电机故障与传感器故障；

分别确定直接引起顶事件发生的必要充分原因，将顶事件作为输出事件，将所有必要充分原因作为输入事件，必要充分原因通过所述信号采集处理子模块采集并处理后的设备的数据作为输入，并根据输入事件间的逻辑关系利用相应逻辑门连接；其中，引起电机故障的必要充分原因包括电气故障、机械故障和温度过高；引起传感器故障的必要充分原因包括传感器探头损坏、传感器沉入养殖池底部、其他传感器故障基本症状的污染传感器探头；

分析每一个输入事件，如果任一输入事件还能进一步分解，则将所述任一输入事件作为下一级的输出事件，上述电气故障是由线路故障或电力故障推测出来，电力故障是由电力网停电或电源电力故障推测出来，其中电力网停电的必要充分原因有设备离线和网络信号过低，电源电力故障的必要充分原因有电源供电电压过低和电压持续下降；上述机械故障能够从基本的症状：轴承故障、转子故障、定子故障、转动部分失衡或转子与定子摩擦推测出来，其中，轴承故障的必要充分原因有轴承松动、轴承弯曲、轴承失效和轴承间隙过大；上述损坏的传感器探头能够从基本的症状水质参数过高和传感器周围无水生植物生长推测出；传感器下沉到养殖池底部能够从基本症状水质参数线性变化或水质参数偏低推测出；其他传感器故障症状能够从基本症状参数变化率异常、水质参数低于阈值、高于阈值或温度过高推断出；直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止，即建成获得故障树诊断模型，即电机故障树和传感器故障树。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述设备控制及管理子模块接收事件管理及报警模子模块通过上位机发送来的指令，基于指令对相应的设备进行控制，同时记录设备的动作时间，并进行管理归类。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设备工作状态包括电机的工作状态和水质传感器的工作状态；

其中电机的工作状态包括：离线、正常、故障；

离线状态下，电机温度与环境温度相同，电流和电压为0；

正常状态下，电机温度在预设的温度范围之内，电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值；

故障状态下，包括短路、过载和断相；其中，短路为电机发生短路，电机温度上升速度超过预设阈值，故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0；

过载：电机温度升高，电流超过额定电流，电压随之下降；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

离线：水质传感器不显示所测水质参数；

正常：水质传感器显示所测得的预设正常范围内的水质参数；

数据异常：水质传感器所测得的水质数据不在相应时段的预设范围内。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述事件管理及报警子模块进一步用于：

电机温度与环境温度相同且电机电流和电压为0时，判断电机的工作状态为离线，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度在预设的温度范围之内，且电机的电流和电压与预设的电流和电压差值小于预设阈值时，判断电机的工作状态为正常；

电机温度上升速度超过预设阈值，且故障相电流上升速度超过预设阈值，故障电压下降速度超过预设阈值直至为0，判断电机的工作状态为短路，此时电机设备异常，进行相应的声光报警；

电机温度升高，电流超过额定电流，且电压随之下降时，判断电机的工作状态为过载，此时电机数据异常，进行相应的声光报警；

断相：电机温度升高，断相电流为零，其余两相电流上升预设阈值1.732倍，此时会显示电机数据异常，进行相应的声光报警；

其中水质传感器的工作状态包括：离线、正常和数据异常；

当水质传感器不显示所测水质参数时，判断水质传感器的工作状态为离线，此时水质传感器设备异常，进行相应的声光报警；

当水质传感器显示所测得的水质数据在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为正常；

当水质传感器显示所测得的水质数据不在相应时段预设正常范围内，判断水质传感器的工作状态为数据异常，进行相应的声光报警。