CN108363363A - 水产养殖业增氧机的群控系统和群控方法 - Google Patents

水产养殖业增氧机的群控系统和群控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水产养殖业增氧机的群控系统，设有中央控制器，由中央控制器通过人机交互模块、指令生成模块和通讯模块对各台增氧机进行集中控制，指令生成模块所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系，每台增氧机设有通讯模块、指令识别模块和执行模块，指令识别模块根据控制指令所含的识别码对控制指令予以相应或者不作响应，执行模块根据指令识别模块所响应的控制指令控制增氧机的叶轮电机。本发明方便于水产养殖业的管理人员对多台增氧机进行集中管理和控制，管理员不必四处奔走逐台操作增氧机，能显著提高管理效率。

Description

水产养殖业增氧机的群控系统和群控方法
技术领域
本发明涉及在水产养殖业中使用的增氧机，尤其涉及对增氧机的控制。
背景技术
在现有技术中，水产养殖业使用的增氧机都是采用单台控制模式，各台增氧机的启、停单独控制。管理员只能逐台操作增氧机，十分麻烦。这种控制模式不利于对增氧机的高效管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种水产养殖业增氧机的群控系统和群控方法，以提高对水产养殖业中的增氧机的管理效率，方便管理员操作多台增氧机。
本发明所述的水产养殖业增氧机的群控系统，包括中央控制器和多台增氧机，中央控制器设有人机交互模块、指令生成模块和通讯模块，由人机交互模块接收操作人员的操控信息，并向操作人员显示信息，由指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系；中央控制器通过通讯模块向各台增氧机发送控制指令；每台增氧机设有通讯模块、指令识别模块和执行模块，由通讯模块接收中央控制器发送的控制指令并传送给指令识别模块，指令识别模块根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机对应，则将控制指令传送给执行模块，由执行模块根据控制指令控制增氧机的叶轮电机，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应。
其中一个实施例，每台所述增氧机设有信息采集模块和报告信息生成模块，由信息采集模块采集叶轮电机的运转数据和/或水体数据，由报告信息生成模块将信息采集模块采集到的信息生成报告信息，所生成的报告信息包含本增氧机的识别码，由本增氧机的通讯模块将所生成的报告信息发送给所述中央控制器；所述中央控制器的通讯模块接收所述各台增氧机发送的报告信息，并传送给所述人机交互模块和所述指令生成模块，由所述人机交互模块根据报告信息所含的识别码，区别显示不同增氧机发送的报告信息，由所述指令生成模块根据报告信息所含的识别码和叶轮电机的运转数据和/或水体数据，生成新的所述控制指令。
其中一个实施例，所述信息采集模块采集的叶轮电机的运转数据，包括叶轮电机的实时电流数据、实时电压数据，所述信息采集模块采集的水体数据包括水体含氧量数据。
其中一个实施例，所述人机交互模块接收的操作人员的操控信息，包括各台增氧机的运行时段信息。
其中一个实施例，所述中央控制器中的人机交互模块的硬件结构是手机或者移动式电脑，人机交互模块的功能由运行在手机或者移动式电脑上的程序来完成，所述中央控制器中的通讯模块与人机交互模块组成无线通讯网络。
其中一个实施例，所有所述增氧机的通讯模块和所述中央控制器中的通讯模块组成一个有线或者无线通讯网络。
另一方面，本发明所述的水产养殖业增氧机的群控方法，采用了上述群控系统的中央控制器和所述的多台增氧机，并采取以下方法对多台增氧机进行控制：
由所述中央控制器中的人机交互模块接收操作人员的操控信息，并向操作人员显示信息，由指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系，由所述中央控制器中的通讯模块向各台增氧机发送控制指令；
由所述增氧机的通讯模块接收所述中央控制器发送的控制指令并传送给所述指令识别模块，由所述指令识别模块根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机对应，则将控制指令传送给本增氧机的所述执行模块，由本增氧机的所述执行模块根据控制指令控制本增氧机的叶轮电机，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应。
其中一个实施例，所述的每台增氧机采用了前述的信息采集模块和报告信息生成模块；在每台所述的增氧机中，由所述信息采集模块采集叶轮电机的运转数据和/或水体数据，由所述报告信息生成模块将所述信息采集模块采集到的信息生成报告信息，所生成的报告信息包含本增氧机的识别码，由本增氧机的所述通讯模块将所生成的报告信息发送给所述中央控制器；在所述中央控制器中，由所述通讯模块接收所述各台增氧机发送的报告信息，并传送给所述人机交互模块和所述指令生成模块，由所述人机交互模块根据报告信息所含的识别码，区别显示不同增氧机发送的报告信息，由所述指令生成模块根据报告信息所含的识别码和叶轮电机的运转数据和/或水体数据，生成新的所述控制指令。
其中一个实施例，所述信息采集模块采集的叶轮电机的运转数据，包括叶轮电机的实时电流数据、实时电压数据，所述信息采集模块采集的水体数据包括水体含氧量数据。
其中一个实施例，所述人机交互模块接收的操作人员的操控信息，包括各台增氧机的运行时段信息。
本发明的优点是方便于水产养殖业的管理人员对多台增氧机进行集中管理和控制，管理员不必四处奔走逐台操作增氧机，能显著提高管理效率。
附图说明
图1是水产养殖业增氧机的群控系统的组成结构实施例的方框图。
具体实施方式
本发明所述的水产养殖业增氧机的群控系统如图1所示，包括N台增氧机1～N，以及一个中央控制器。增氧机1～N可分别布置在不同的养殖水域（例如不同的鱼塘），也可以布置在同一养殖水域的不同位置（例如同一个鱼塘的不同位置）。中央控制器设有人机交互模块、指令生成模块和通讯模块。由人机交互模块接收操作人员的操控信息，并向操作人员显示信息。人机交互模块所接收和显示的信息最好包括增氧机的运行时段信息，以便于对各台增氧机精确控制。运行时段信息的具体内容可以是增氧机的起始运转时刻和连续运转的时长，也可以是增氧机的起始运转时刻和停止运转时刻，还可以是增氧机的运转时长和停机时长。人机交互模块显示信息的方式可以是用液晶显示屏来显示各种图像和/或文字，或者也可以采用最简单的显示方式，用指示灯的亮、灭来表达不同的信息。人机交互模块接收操控信息的方式，可以是键盘输入，或者也可以结合语音输入的方式。指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系。中央控制器通过通讯模块向各台增氧机发送控制指令。控制指令的表现形式可以是各类常规的计算机程序编码。
每台增氧机设有执行模块和通讯模块，由通讯模块接收中央控制器发送的控制指令，并根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机对应，则将控制指令传送给执行模块，由执行模块根据控制指令控制增氧机的叶轮电机，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应。
中央控制器中的通讯模块和所有增氧机的通讯模块组成一个有线通讯网络或者无线通讯网络。如果组成有线通讯网络，通讯模块可以采用串行接口或并行接口，如RS-232、RS-485等。如果组成无线通讯网络，可以组成蓝牙、WIFI等局域网。
每台增氧机还设有信息采集模块和报告信息生成模块。由信息采集模块采集本增氧机的叶轮电机的运转数据和/或水体数据。所采集的叶轮电机的运转数据最好包括叶轮电机的实时电流数据、实时电压数据，以便对各台增氧机进行精确监控。所采集的水体数据包括本增氧机所在位置的水体含氧量数据。采集信息的方式可以是周期性自动采集，也可以采用由中断信号触发的方式采集。周期性自动采集的方式适用于对水体的监测，由中断信号触发的采集方式更适用于对电机故障的监测。报告信息生成模块对信息采集模块所采集的信息进行编码，生成报告信息，所生成的报告信息包含本增氧机的识别码。由通讯模块将所生成的报告信息发送给中央控制器。信息采集模块和报告信息生成模块的硬件结构可以是单片机或者PLC可编程控制器，并结合计算机程序来实现各模块的功能。
中央控制器的通讯模块还可接收各台增氧机发送的报告信息，并传送给人机交互模块和指令生成模块，由人机交互模块根据报告信息所含的识别码，区别显示不同增氧机发送的报告信息，由指令生成模块根据报告信息所含的识别码和叶轮电机的运转数据和/或水体数据，生成新的控制指令，再由中央控制器的通讯模块将该新的控制指令发送给相应的增氧机。
整个中央控制器的硬件结构可以是一台带显示器的单片机或者一台带显示器的PLC可编程控制器，或者一台带显示器的台式电脑。作为最佳实施方式，中央控制器中的人机交互模块的硬件结构是手机或者移动式电脑，人机交互模块的功能由运行在手机或者移动式电脑上的程序来完成，中央控制器中的通讯模块与人机交互模块组成无线通讯网络。
下面举例说明采用图1所示的群控系统的群控方法。
实施例一：对不同的增氧机进行定时控制
假设要求增氧机1和增氧机2分别在不同的时段运行。操作人员通过键盘录入或者语音输入的方式，向中央控制器的人机交互模块输入操控信息，指定增氧机1和增氧机2的运行时段；中央控制器的指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含增氧机1和增氧机2的识别码；中央控制器中的通讯模块向所有的增氧机发送所生成的控制指令；各台增氧机的通讯模块接收到中央控制器发送的控制指令后，将控制指令传送给本增氧机的指令识别模块，指令识别模块根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应，因此，只有增氧机1和增氧机2对该控制指令予以响应；增氧机1和增氧机2的指令识别模块将该控制指令传送给本增氧机的执行模块，由执行模块根据控制指令控制本增氧机的叶轮电机，从而使增氧机1和增氧机2在操作人员所设定的时段内运行。以此类推，可实现对各台增氧机的定时控制。
实施例二：根据水体的含氧量对增氧机进行自动控制
假设增氧机1所在的水体的含氧量偏低，而且增氧机1正处于停机状态。此时，增氧机1的信息采集模块以周期性自动采集的方式采集到水体数据，该水体数据包括水体的含氧量；增氧机1的报告信息生成模块将信息采集模块采集到的信息生成报告信息，所生成的报告信息包含增氧机1的识别码；增氧机1的通讯模块将所生成的报告信息发送给中央控制器；中央控制器的通讯模块接收到该报告信息后，将该报告信息传送给人机交互模块和指令生成模块；人机交互模块根据该报告信息所含的增氧机1的识别码，通过显示屏或者指示灯来显示出增氧机1所在位置的水体含氧量偏低的信息，同时，指令生成模块根据该报告信息所含的水体数据以及增氧机1的识别码，生成新的控制指令，该控制指令包含增氧机1的识别码以及启动叶轮电机的指示；接着，如同实施例一那样，由中央控制器的通讯模块向所有的增氧机发送该控制指令，只有增氧机1对该控制指令予以响应，由增氧机1的执行模块根据该控制指令启动本增氧机的叶轮电机，从而使增氧机1能够在水体缺氧的情况下自行启动；当水体的含氧量达到要求后，重复上述类似的过程，由增氧机1将包含水体含氧量数据和识别码的报告信息发送给中央控制器，中央控制器再次生成新的控制指令，该控制指令包含增氧机1的识别码以及关停叶轮电机的指示，增氧机1收到该控制指令后，关停本增氧机的叶轮电机，从而使增氧机1能够在水体含氧量满足要求的情况下自动停机。以此类推，所有增氧机都可以在水体含氧量偏低的时候自动运行，在水体含氧量满足要求后自动停机。水体含氧量的临界值可写入中央控制器的指令生成模块的程序中。
实施例三：某台增氧机出现异常时自动关停
假设增氧机1的叶轮电机发生故障，导致电机运行电流过大。此时，增氧机1的报告信息生成模块将信息采集模块采集到的信息生成报告信息，报告信息包含电机电流数据和增氧机1的识别码；增氧机1的通讯模块将该报告信息发送给中央控制器；中央控制器的通讯模块接收到该报告信息后，将该报告信息传送给人机交互模块和指令生成模块；人机交互模块根据该报告信息所含的增氧机1的识别码，通过显示屏或者指示灯来显示出增氧机1的电机运行电流过大的信息，同时，中央控制器的指令生成模块根据该报告信息所含的电机电流数据以及增氧机1的识别码，生成新的控制指令，该控制指令包含增氧机1的识别码以及关停叶轮电机的指示；接着，由中央控制器的通讯模块向所有的增氧机发送该控制指令，只有增氧机1对该控制指令予以响应，由增氧机1的执行模块根据该控制指令关停本增氧机的叶轮电机，从而使增氧机1能够在电机运行电流过大的情况下自动关停电机。以此类推，所有增氧机都可以在电机运行电流过大的情况下自动关停电机。
可以理解的是，每台增氧机中的信息采集模块和报告信息生成模块都不是必须的，可以省去这些模块。省去这些模块后，虽然中央控制器不能对各台增氧机的运行状态和水体情况进行监控，但仍然能让操作人员很方便地对各台增氧机进行集中控制，提高管理效率。
可以理解的是，每台增氧机中的信息采集模块所采集的叶轮电机的运转数据，还可以包括叶轮电机的转速、工作温度等信息，只需增加相应的传感器和设计相应的程序。相应地，中央控制器中的人机交互模块所显示的信息还可以包括各台增氧机的叶轮电机转速、工作温度等信息。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：设有中央控制器和多台增氧机，中央控制器设有人机交互模块、指令生成模块和通讯模块，由人机交互模块接收操作人员的操控信息，并向操作人员显示信息，由指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系；中央控制器通过通讯模块向各台增氧机发送控制指令；
每台增氧机设有通讯模块、指令识别模块和执行模块，由通讯模块接收中央控制器发送的控制指令并传送给指令识别模块，指令识别模块根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机对应，则将控制指令传送给执行模块，由执行模块根据控制指令控制增氧机的叶轮电机，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应。
2.如权利要求1所述的水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：
每台所述增氧机设有信息采集模块和报告信息生成模块，由信息采集模块采集叶轮电机的运转数据和/或水体数据，由报告信息生成模块将信息采集模块采集到的信息生成报告信息，所生成的报告信息包含本增氧机的识别码，由本增氧机的通讯模块将所生成的报告信息发送给所述中央控制器；
所述中央控制器的通讯模块接收所述各台增氧机发送的报告信息，并传送给所述人机交互模块和所述指令生成模块，由所述人机交互模块根据报告信息所含的识别码，区别显示不同增氧机发送的报告信息，由所述指令生成模块根据报告信息所含的识别码和叶轮电机的运转数据和/或水体数据，生成新的所述控制指令。
3.如权利要求2所述的水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：所述信息采集模块采集的叶轮电机的运转数据，包括叶轮电机的实时电流数据、实时电压数据，所述信息采集模块采集的水体数据包括水体含氧量数据。
4.如权利要求1所述的水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：所述人机交互模块接收的操作人员的操控信息，包括各台增氧机的运行时段信息。
5.如权利要求1所述的水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：所述中央控制器中的人机交互模块的硬件结构是手机或者移动式电脑，人机交互模块的功能由运行在手机或者移动式电脑上的程序来完成，所述中央控制器中的通讯模块与人机交互模块组成无线通讯网络。
6.如权利要求1所述的水产养殖业增氧机的群控系统，其特征是：所有所述增氧机的通讯模块和所述中央控制器中的通讯模块组成一个有线或者无线通讯网络。
7.水产养殖业增氧机的群控方法，其特征是采用了权利要求1所述的中央控制器和所述的多台增氧机，并采取以下方法对多台增氧机进行控制：
由所述中央控制器中的人机交互模块接收操作人员的操控信息，并向操作人员显示信息，由指令生成模块根据人机交互模块接收的操控信息生成控制指令，所生成的控制指令包含各台增氧机的识别码，识别码与增氧机有一一对应的关系，由所述中央控制器中的通讯模块向各台增氧机发送控制指令；
由所述增氧机的通讯模块接收所述中央控制器发送的控制指令并传送给所述指令识别模块，由所述指令识别模块根据控制指令所含的识别码作出不同的处理，如果控制指令所含的识别码与本增氧机对应，则将控制指令传送给本增氧机的所述执行模块，由本增氧机的所述执行模块根据控制指令控制本增氧机的叶轮电机，如果控制指令所含的识别码与本增氧机不对应，则对该控制指令不予响应。
8.如权利要求7所述的水产养殖业增氧机的群控方法，其特征是：所述的每台增氧机采用了权利要求2所述的信息采集模块和报告信息生成模块；
在每台所述的增氧机中，由所述信息采集模块采集叶轮电机的运转数据和/或水体数据，由所述报告信息生成模块将所述信息采集模块采集到的信息生成报告信息，所生成的报告信息包含本增氧机的识别码，由本增氧机的所述通讯模块将所生成的报告信息发送给所述中央控制器；
在所述中央控制器中，由所述通讯模块接收所述各台增氧机发送的报告信息，并传送给所述人机交互模块和所述指令生成模块，由所述人机交互模块根据报告信息所含的识别码，区别显示不同增氧机发送的报告信息，由所述指令生成模块根据报告信息所含的识别码和叶轮电机的运转数据和/或水体数据，生成新的所述控制指令。
9.如权利要求8所述的水产养殖业增氧机的群控方法，其特征是：所述信息采集模块采集的叶轮电机的运转数据，包括叶轮电机的实时电流数据、实时电压数据，所述信息采集模块采集的水体数据包括水体含氧量数据。
10.如权利要求7所述的水产养殖业增氧机的群控方法，其特征是：所述人机交互模块接收的操作人员的操控信息，包括各台增氧机的运行时段信息。
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