CN109258554A - 一种基于北斗导航的水产增氧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗导航的水产增氧系统,包括增氧模块、定位模块、分析处理模块;增氧模块包括安装有自动控制系统、检测结构、投药结构的无人机、定位模块包括北斗终端和北斗卫星系统,分析处理模块包括地面计算机控制系统;利用检测结构能对水体检测水域的综合情况,数据实时性强,补氧的可靠性高;利用北斗导航无人机,可控制无人机对水域进行精确补氧;利用无人机的便捷与灵活,可克服传统方法针对局部偏僻水域补氧困难的缺陷;单一无人机可进行多点位的补氧,所需设备简单、成本低廉、克服了传统补氧方法设备布线较多或所需要的大规模的增氧机投入的缺点;利用计算机和手机多点位操作系统进行控制,进一步方便操作。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖领域,尤其是一种基于北斗导航的水产增氧系统。
背景技术
水中的溶解氧是鱼类赖以生存的必要条件,鱼类生活在水中,要进行新陈代谢,其前提就是水中溶解氧应充足。溶解氧不仅与鱼类的生存、生长关系密切,溶解氧还可以促进养殖鱼类的食欲,提高饲料的利用率,加快鱼类生长发育,反之如果溶解氧低于正常水平养殖鱼类的摄食率就会受到不同程度的抑制。同时养殖水环境的溶解氧过低还会使底质、水质产生有害物质,进而影响养殖鱼类的健康。然而在养殖生产实践中长期以来由于普遍缺乏对水体溶氧进行及时有效监测,以及对水体低氧的潜在危害认识不足,给水产养殖带来了较大的经济损失。
近年来,增氧技术的运用越来越普遍。然而针对较大的水域进行增氧时,通常由于不能准确地测定缺氧区域而给增氧工作带来不便。另外,若采用分布式的增氧机或者全面铺设曝气增氧系统进行增氧则无形中会扩大成本投入。化学增氧具有其灵活性,同时在增氧机出现故障或者断电等突发的情况下,化学增氧的优势则可以凸显。然而在实际的操作中,化学增氧的准确性也必须依赖于对水体的检测,特别是针对某些偏远局部水域的增氧工作也有一定的难度。
随着人工智能化技术的发展,有必要将人工智能系统与增氧技术相结合,提高增氧的准确性与灵活性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供一种基于北斗导航的水产增氧系统,能够对溶氧不足的区域进行定位,同时快速地进行精准增氧,实时监测,自动化,减少人力,使用方便。
本发明采用的技术方案如下:一种基于北斗导航的水产增氧系统,包括增氧模块、定位模块、分析处理模块;所述增氧模块包括无人机,所述无人机安装有自动控制系统、检测结构、投药结构;所述检测结构溶氧检测探头、升降气缸,所述溶氧检测探头通过升降气缸安装在无人机底部,所述投药结构安装在无人机底部,所述检测结构与投药结构均与自动控制系统连接;所述投药结构包括药箱、隔膜泵及喷管;所述药箱内设有液位传感器,所述喷管设置有流量传感器;
所述定位模块包括北斗终端、北斗卫星系统,所述北斗终端安装在无人机上;所述分析处理模块为地面计算机控制系统;所述无人机自动控制系统、北斗终端通过无线数据传输模块与地面计算机控制系统双向连接。
本发明的水产增氧系统的工作原理为,由地面计算机控制系统控制无人机在相应区域飞行,由北斗终端对无人机进行定位,使得无人机的自动控制系统可以控制无人机的高度及方向。到达所需检测的区域,由地面计算机控制系统控制无人机的自动控制系统,通过升降装置使得检测结构下降伸入水中,对该区域的溶解氧含量进行测量。自动控制系统通过无线数据传输将溶解氧数据传回地面计算机控制系统,发出是否增氧的指令。如若需要增氧,则控制自动控制系统发出指令,使得隔膜泵运转使得增氧剂通过喷管喷入相应区域。通过药箱内的液位传感器和喷管的流量传感器对药剂的喷入量进行双重监控。
进一步地,所述检测结构还包括温度传感器、PH传感器。溶氧量的合理值受多重因素的影响,包括水体的温度、PH及氮含量等与是温度的变化与水质的溶氧量息息相关,因此增加对温度及PH的监测,有利于做出更准确的增氧指令。
进一步地,所述计算机预设有水域不同鱼类不同温度的溶氧量范围数据,可将接收到的温度与溶氧量数据与原始预设数据对比,并计算出所需要投放的增氧剂的数量,向无人机发出指令。
进一步地,所述自动控制系统与隔膜泵之间连接有电子调速器,能够对隔膜泵的电机转速进行控制。采用电子调速器调速,进而控制隔膜泵的施药流量。
进一步地,所述无人机安装有探鱼器,所述计算机预设有水域单位面积的养殖数量的数据,探鱼器能够测得所投放的水域的单位面积的养殖数量,进而反馈给分析处理模块,根据实时数据与预设数据比较,对所应当投放的增氧剂的数量进行修正,再将指令传输给无人机的控制系统进行增氧剂投放。引入区域养殖数量的对比,能够避免由于局部养殖数量的增多所引起的所需增氧剂数量的偏差,做到精准增氧。
进一步地,所述喷管前端设置有雾化喷头,扩大增氧剂喷射的范围,提高增氧效果。
进一步地,所述分析处理模块还包括手机交互终端,与计算机相连接。手机交互终端为手机应用程序,可以显示水域的测样数据,同时能够控制无人机进行增氧。
进一步地,所述无人机安装有避障装置,所述避障装置为探测传感器,当无人机在飞行的过程中,传感器探测到前方有障碍时,会将所探测的障碍的距离及大小传输到无人机的控制系统,进而由预先在无人机控制系统内设的程序来判断是否停止飞行、返航或者绕行,保障飞行时的安全。
进一步地,所述无人机安装有图像采集设备,能够对所经过区域进行拍摄,可及时反馈水域情况。
进一步地,所述分析处理模块还包括报警系统。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、利用溶氧检测结构能对水体进行有效检测,通过辅助设备能够监测水域的综合情况,因此数据实时性强,补氧的可靠性高;
2、利用北斗导航无人机,可控制无人机对水域进行精确补氧;利用无人机的便捷与灵活,可克服传统方法针对局部偏僻水域补氧困难的缺陷;
3、单一无人机可进行多点位的补氧,所需设备简单、成本低廉、克服了传统补氧方法设备布线较多或所需要的大规模的增氧机投入的缺点;
4、利用计算机和手机多点位操作系统进行控制,进一步方便操作。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明的一种基于北斗导航的水产增氧系统示意图。
图中标记:1-无人机、2-自动控制系统、3-溶氧检测仪、4-升降气缸、5-药箱、6-隔膜泵、7-喷管、8-液位传感器、9-流量传感器、10-北斗终端、11-温度传感器、12-PH传感器、13-探鱼器、14-雾化喷头、15-避障装置、16-图像采集设备。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明为一种基于北斗导航的水产增氧系统,包括增氧模块、定位模块、分析处理模块;所述增氧模块包括无人机1,所述无人机安装有自动控制系统2、检测结构、投药结构;所述检测结构包括溶氧检测仪3、升降气缸4,所述溶氧检测仪3通过升降气缸4安装在无人机1底部,所述投药结构安装在无人机1底部,所述检测结构与投药结构均与自动控制系统2连接;所述投药结构包括药箱5、隔膜泵6及喷管7;所述药箱内设有液位传感器8,所述喷管7设置有流量传感器9;
所述定位模块包括北斗终端10、北斗卫星系统,所述北斗终端10安装在无人机1上;所述分析处理模块为地面计算机控制系统;所述无人机1的自动控制系统2、北斗终端10通过无线数据传输模块与地面计算机控制系统双向连接。所述检测结构还包括温度传感器11、PH传感器12。
所述自动控制系统2与隔膜泵6之间连接有电子调速器,
所述无人机安装有探鱼器13。
所述喷管前端设置有雾化喷头14。
所述分析处理模块还包括手机交互终端,与计算机相连接。
所述无人机安装有避障装置15,所述避障装置为探测传感器。
进一步地,所述无人机安装有图像采集设备16,所述图像采集设备为摄像头。
本发明的增氧系统工作时,首先利用北斗终端10定位控制无人机1飞到相应区域,控制检测结构中的升降气缸4将溶解氧传感器3、温度传感器11及PH计12伸入水中,测定水域中的溶氧量、温度及PH值。根据实际工作需要,还可以增加氨氮测定仪、气压测定等其它数据的测量仪器。通过无线数据传输模块将数据传输给地面计算机控制系统。地面计算机控制系统将实测数据与预设的水域不同鱼类不同温度、PH条件下的溶氧量范围数据进行比较,进而判断溶氧量的高低。当溶氧量偏低到一定范围时,由计算机预估所需的增氧剂的量,从而控制无人机1进行增氧剂的喷洒。由于无人机1安装有北斗终端10,因此所需增氧的水域位置与无人机1的飞行路线能由北斗卫星进行导航,从而使无人机1智能化完成导航过程。
在优化的方案中,所述无人机1的探鱼器13可对该水域的单位面积的养殖数量进行探测,随后反馈给地面计算机控制系统,根据实时数据与预设的水域单位面积的养殖数量的数据比较,对所应当投放的增氧剂的数量再次进行修正,再将指令传输给无人机1的自动控制系统2,按照指令的数量进行增氧剂投放。其中,自动控制系统2用电子调速器对隔膜泵6的电机进行控制,用以控制增氧剂的流量,流量传感器9用于测量并输出施药流量。自动控制系统2通过采集液位传感器8的数据,实时监测药液余量,当检测值低于预设值时,则可控制无人机1返航。当自动控制系统2接收到来自地面计算机控制系统的返航指令后,可自动记录返航点位置,当再次起飞作业时,自动返回到上次返航点位置继续施药。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种基于北斗导航的水产增氧系统,其特征在于:包括增氧模块、定位模块、分析处理模块;所述增氧模块包括无人机,所述无人机安装有自动控制系统、检测结构、投药结构;所述检测结构包括溶氧检测仪、升降气缸,所述溶氧检测仪通过升降气缸安装在无人机底部,所述投药结构安装在无人机底部,所述检测结构与投药结构均与自动控制系统连接;所述投药结构包括药箱、隔膜泵及喷管;所述药箱内设有液位传感器,所述喷管设置有流量传感器;
所述定位模块包括北斗终端、北斗卫星系统,所述北斗终端安装在无人机上;所述分析处理模块为地面计算机控制系统;所述无人机自动控制系统、北斗终端通过无线数据传输模块与地面计算机控制系统双向连接。
2.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述检测结构还包括温度传感器、PH传感器。
3.根据权利要求2所述的水产增氧系统,其特征在于:所述地面计算机控制系统预设有水域不同鱼类的多因素影响下的溶氧量范围,可将接收到温度、溶氧量数据及PH数据进行分析,与原始预设数据对比,并计算出所需要投放的增氧剂的数量,向无人机发出指令。
4.根据权利要求3所述的水产增氧系统,其特征在于:所述自动控制系统与隔膜泵之间连接有电子调速器,能够对隔膜泵的电机转速进行控制。
5.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述无人机安装有探鱼器,所述计算机预设有水域单位面积的养殖数量的数据。
6.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述喷管前端设置有雾化喷头。
7.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述分析处理模块还包括手机交互终端,与地面计算机控制系统相连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的水产增氧系统,其特征在于:所述无人机安装有避障装置。
9.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述无人机安装有图像采集设备。
10.根据权利要求1所述的水产增氧系统,其特征在于:所述分析处理模块还包括报警系统。
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